[发明专利]一种细化钛或钛合金板材焊缝组织的方法

说明书

本发明提供了一种细化钛或钛合金板材焊缝组织的方法，涉及焊缝处理技术领域。本发明分别将两块需要对焊的板材的待焊区域进行局部加热；然后将待焊区域分别进行折弯，成形出一定高度的凸缘；将两块板材的凸缘上端对接形成拼焊处，并使未折弯部位保持在同一水平面，对拼焊处进行焊接；对焊接形成的焊缝处进行加热和锻造，使焊缝处总变形量为65～75％；对锻造后的焊缝处进行再加热和多次冲击，使焊缝处厚度继续产生2～3mm减薄；多次冲击后将焊接形成的整块板材进行再结晶热处理。本发明对焊缝处采用锻造和多次冲击的双重变形处理方式，对焊缝组织的破碎效果优异，焊缝及热影响区的组织更加细小和均匀，甚至优于母材组织；且本发明操作简单。

技术领域

本发明涉及焊缝处理技术领域，特别涉及一种细化钛或钛合金板材焊缝组织的方法。

背景技术

在钛设备的制造中，板材之间的焊接必不可少。众所周知，焊缝是高温组织，性能和耐蚀性方面都不如母材。一般设备在设计时，要考虑焊缝系数，即按使用条件进行加厚，这样因为焊缝导致成本增加。但是有些情况，必须考虑腐蚀要求不出现高温组织，这就要对焊缝进行处理。目前对焊缝处理的方式有三种：第一种是将要焊接的两块板材先进行顶锻，然后铣削去除焊缝周围突出板材的部分，反复多次；第二种是通过对焊后进行顶锻，然后再锻平或轧平；第三种方法是对焊后，然后再多次顶锻锻粗。这些方法有如下不足：一是对于大规格的板材来说顶锻很难实现；二是操作繁琐；三是焊缝及热影响区的变形量仍不够，且近表面存在变形死区，组织无法与母材一致，组织的均匀性及细化程度均比母材差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种细化钛或钛合金板材焊缝组织的方法。本发明提供的方法对焊缝组织的破碎效果优异，焊缝及热影响区的组织更加细小和均匀，甚至优于母材的组织；并且，本发明提供的方法操作简单，对于大规格的板材也易于实现。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种细化钛或钛合金板材焊缝组织的方法，包括以下步骤：

(1)分别将两块需要对焊的板材的待焊区域进行局部加热，所述加热时对非加热区进行冷却；然后将所述待焊区域分别进行折弯，成形出一定高度的凸缘；将所述两块板材的凸缘上端对接形成拼焊处，并使未折弯部位保持在同一水平面，对所述拼焊处进行焊接；

(2)对所述焊接后形成的焊缝处进行加热，所述加热时对非焊缝处进行冷却；对所述加热后的焊缝处进行锻造，使焊缝处总变形量为65～75％；

(3)对所述锻造后的焊缝处进行再加热，所述再加热后对焊缝处进行多次冲击，使焊缝处的厚度继续产生2～3mm减薄；

(4)所述多次冲击后，将焊接形成的整块板材进行再结晶热处理。

优选地，所述钛或钛合金板材的厚度为5～25mm；所述钛合金为低强钛合金或中强钛合金。

优选地，所述步骤(1)中局部加热的加热温度为T_β-40℃～T_β-100℃，加热时间为20～30s。

优选地，所述步骤(1)中折弯的弯曲角为70～90°，内弯曲半径为5～10mm；所述凸缘的高度为板材厚度的3.5～4.5倍。

优选地，所述步骤(1)中的焊接为真空电子束焊接或氩弧焊接。

优选地，所述步骤(2)中加热的温度为T_β-40℃～T_β-100℃，加热的时间为30～60s。

优选地，所述步骤(2)中的锻造为镦粗锻造；所述锻造分1～2次完成，每次锻造焊缝处的变形量独立的大于30％。

优选地，所述步骤(3)中再加热的温度为600～750℃。

优选地，所述步骤(3)中多次冲击的冲击频率为3～5s/次。