锆-钛复合板焊接接头局部力学性能研究

钛和锆及其合金具有强度高和良好的耐腐蚀性能,在多个工业领域的应用研究发展迅速.通过爆炸焊接方法制备了锆-钛复合板,并对复合板进行钨极惰性气体保护焊焊接制备对接焊接接头.采用微观组织分析、显微硬度测试、拉伸试验及数字图像相关(DIC)方法对锆-钛复合板焊接接头局部力学性能进行分析,结果表明:焊接接头基层钛材侧和覆层锆材侧均表现为焊缝区显微硬度值最高,均值分别达到HV 188.4及HV 186.3;显微硬度值沿焊缝区到母材区逐渐下降,最终稳定在HV 155(钛材侧)和HV 145(锆材侧)左右.通过引伸计与DIC方法得到的焊接接头应力-应变曲线吻合较好,表明DIC方法测量结果可信.采用DIC方法获得焊接接头各区域的局部应力-应变曲线,结果表明:母材区局部弹性模量与屈服强度最低,成为焊接接头最薄弱区域,在拉伸过程中应变集中出现在该区域,局部应变极值达到0.5269,最终在该位置引起断裂失效.