1 材料和方法
1.1 材料及试件准备 由宝鸡有色金属加工厂提供的TA2(杂质含量W%,铁≤0.30%,硅≤0.15%,碳≤0.10%,氮≤0.05%,氢≤0.015%,氧≤0.20%). 根据临床要求将材料加工成如Fig 1所示的试样,分为激光焊接组、脉冲氩弧焊焊接组、脉冲氩弧焊焊后热处理组和未焊接组,每组均有10个试样. 焊前用无水乙醇超声清洗10 min,再用蒸馏水超声清洗10 min.

图1 试件规格
fig 1 The size of tensile bars used
1.2 焊接设备 国产Nd:YAG激光器,脉宽为4 ms,频率为4 Hz,输出波长为1.06 μm,灯电压为750 V,20 J/P,焊接重叠率为50%,并重复焊接一次. 国产脉冲氩弧焊接机,钨极直径为1.5 mm,电弧电压为10 V,电流为30 A,衰减时间为30 s.
1.3 热处理方式 参照国家推荐标准,在700 ℃的真空炉中完全退火,维持20 min,随后炉冷至300 ℃取出,再自然冷却至室温.
1.4 实验方法
1.4.1 机械性能测试 将焊接后、焊接热处理后以及未焊接组的试样分别在万能拉伸实验机(Instron,model 1185,England)上作拉伸实验,得出拉伸负荷、屈服负荷,计算伸长量,工作区长度为10 mm. 所得结果用方差分析及t检验比较是否有显著差异.
1.4.2 显微硬度测试 在每组中任选一个试样,环氧树脂包埋、纵断、磨光,在显微硬度测试仪(AKASHI,Japan)上测试焊接区的维氏显微硬度,所加负荷为200 g,持续时间为30 s,距离断裂处的距离分别为0.3,0.5,1,3,5,7,10 mm.
1.4.3 结构观察 在NEOPHOT-21型金相显微镜(made in Germany)上观察金相结构.
2 结果
2.1 机械性能的测试结果 激光焊接组、脉冲氩弧焊焊接组及脉冲氩弧焊焊后退火组所测得的拉伸负荷、屈服负荷及伸长量如Tab 1所示.