近日，机械工程学部金属增材与再制造创新团队在《Corrosion Science》（中科院一区，TOP期刊）上，发表了钛合金焊接接头可靠性评价方面的研究成果“Microstructure and corrosion resistance of fusion zone in Ti-6Al-4V alloy welded using pulsed- and continuous-wave lasers”。齐鲁工业大学（山东省科学院）机械工程学部研究生李镇为文章的第一作者，赵伟副教授为文章的通讯作者。
TC4钛合金（Ti-6Al-4V）具有较高的比强度和韧性、较低的密度以及优异的耐蚀性和抗疲劳性，广泛应用于航空航天、汽车制造、生物医学等领域，是应用最广泛的钛合金。激光焊接是连接TC4钛合金的一种可行方法，它不仅解决了传统焊接方法中的熔深小和焊缝区晶粒粗大等问题，且自动化、智能化程度较高。激光焊接分为连续波模式和脉冲波模式，其中后者具有如熔池搅拌程度大等诸多特点。因此，有必要探究TC4钛合金脉冲激光焊接接头的显微组织及性能转变机理，这有助于激光焊接在钛合金焊接方面的应用及接头可靠性的提升。
团队研究了采用相同焊接热输入的脉冲波（5, 50, 500 Hz）和连续波焊缝区域的显微组织类型、晶粒尺寸、晶粒取向、大小角度晶界、KAM值等特征，并解析了显微组织的转变机理。同时，利用电化学和微区电化学技术测试了各试样的腐蚀特性。为了探究焊缝区域耐蚀性演变的规律及机理，关联了耐蚀性（用电荷转移电阻Rct和腐蚀电流密度icorr代表）与显微组织结构特征之间的数学关系。明确了影响耐蚀性的主要因素是晶粒尺寸和KAM值，晶粒取向等的影响较小，且α’马氏体宽度对耐蚀性的影响大于原β晶粒尺寸。在研究基础上，解析了TC4钛合金激光焊接接头焊缝区域的腐蚀机理。
图1 图文摘要
图2 焊缝区域耐蚀性与α’马氏体宽度(a)和原β晶粒尺寸(b)之间的关系图：(a) Rct; (b) icorr
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111269
