冷轧加工对工业纯钛板焊缝组织与性能的影响

　工业纯钛在氧化性及中性介质中具有优异的耐腐蚀性能，已经广泛应用于石油化工、制盐等各个领域。有文献报道，工业纯钛经氩弧焊后焊缝处会存在熔池区、热影响区，这两个区域组织与母材组织有很大的不同，同时熔池区和热影响区会发生优先腐蚀现象。而等离子焊接具有能量密度高、线能量大、效率高等优点，用该方法焊接纯钛板，能够克服用单道钨极氩弧焊焊接时因为钨极距离熔池较近而可能发生的钨极熔蚀，使焊缝渗入钨夹杂物等缺点。

　　某公司板带厂卷材生产线采用片材拼焊技术制作钛卷材，因而在冷轧卷材产品中会有若干条变形焊缝，这些变形焊缝能否同卷材其他部位一起正常使用对卷材的使用率有着重要影响。科研人员对焊缝加工区与母材区组织、性能进行研究，旨在为拼焊卷材的生产使用提供借鉴。

　　实验材料为3.5mm厚工业纯钛板，牌号为TA1。采用Nertamatic 450自动等离子焊接机，将两块退火态纯钛板焊接成一整张尺寸为3.5mm×1350mm×1520mm的冷轧板坯。采用XXH2005 X射线探伤仪对焊接后的试样板焊缝进行无损探伤，并用金相显微镜观察母材及焊缝显微组织。经探伤检验合格的板坯在1780mm冷轧机上进行两个轧程的冷轧加工：第一轧程变形量为43%，板材厚度减至2mm，轧后进行680℃×30min/AC退火处理；第二轧程变形量为50%，得到厚度为1mm的成品板材，轧后进行650℃×30min/AC退火处理。

　　对两个轧程的板材焊缝加工区进行X射线无损探伤检验；对两个轧程的冷轧态及退火态焊缝试样进行金相显微组织观察；对两个轧程退火态试样进行硬度及室温力学性能测试；采用美特斯ETC1604杯突试验机，对退火态成品板材进行杯突试验，考察工艺性能；采用PARSTAT-2273电化学综合测试系统（参比电极选用饱和甘汞电极，辅助电极采用铂电极，腐蚀液为3.5%NaCl水溶液），对退火态成品板材进行阳极极化测试，考察耐腐蚀性能。试验结果：

　　（1）等离子焊接后的纯钛板及两次冷变形退火后的纯钛板，其焊缝质量均符合JB/T 4730.2标准Ⅰ级要求。

　　（2）两次冷变形板材退火后焊缝加工区晶粒尺寸均比母材区略微细小，强塑性略好一些，维氏显微硬度也稍高一些。

　　（3）经两个轧程冷加工变形退火后，板材焊缝加工区的延伸率与母材相差不大，杯突值相近，具有与母材相当的工艺性能。

　　（4）焊缝加工区阳极极化行为与母材无明显差异，二者在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性基本一致。