隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，特別是在航空航天、 海洋工程和醫(yī)療器械等領(lǐng)域， 對(duì)材料性能的要求日益提高。 鈦合金因其優(yōu)異的綜合性能-高強(qiáng)度、低密度、良好的耐高溫和耐腐蝕性，已成為這些領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵材料[1-3]。然而，鈦合金在實(shí)際應(yīng)用中常通過(guò)焊接等加工技術(shù)進(jìn)行組裝， 焊接接頭的腐蝕行為直接影響到材料的耐久性和安全性[4]。

焊接過(guò)程不僅改變了鈦合金材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，還可能造成應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力和微觀(guān)缺陷，這些因素均可能對(duì)焊接接頭的腐蝕性能產(chǎn)生顯著影響。 此外，不同工況下的腐蝕環(huán)境復(fù)雜多變，包括但不限于海洋大氣、海水全浸區(qū)、潮汐區(qū)以及極端溫度和壓力條件[5-7]，這些環(huán)境因素對(duì)鈦合金焊接接頭的腐蝕行為具有重要影響。 盡管已有大量研究關(guān)注鈦合金的腐蝕行為， 但針對(duì)焊接接頭在不同工況下的腐蝕行為研究仍相對(duì)有限。 焊接接頭的腐蝕行為不僅與材料的內(nèi)在特性有關(guān)，還與外部環(huán)境緊密相關(guān)。 因此，深入研究鈦合金焊接接頭在各種工況下的腐蝕行為對(duì)于提高其工程應(yīng)用的可靠性具有重要意義。

本文旨在總結(jié)和分析近年來(lái)鈦合金焊接接頭腐蝕行為的研究進(jìn)展，探討不同焊接技術(shù)、焊接參數(shù)、后處理方法以及不同腐蝕環(huán)境下焊接接頭的性能變化。通過(guò)對(duì)比分析，提出鈦合金焊接接頭腐蝕行為的影響因素，并展望未來(lái)研究方向，以期為鈦合金焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1、鈦合金的焊接方法與接頭特點(diǎn)

1.1 常見(jiàn)的鈦合金焊接方法

鈦合金是一種具有高強(qiáng)度、低密度、良好耐腐蝕性和耐熱性的金屬材料，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域[8]。 由于鈦合金的特殊性質(zhì)，其焊接工藝要求較高，需要采用特殊的焊接方法[9]。 以下是常見(jiàn)的鈦合金焊接方法：

（1） 鎢極惰性氣體保護(hù)焊（tungstun-inert-gasarc welding，TIG）：TIG焊接是一種常用的鈦合金焊接方法，它采用惰性氣體（如氬氣）保護(hù)焊接區(qū)域，防止鈦合金在焊接過(guò)程中氧化[10]。 TIG焊接可以獲得高質(zhì)量的焊縫，但其焊接速度較慢，成本較高。

（2） 熔化極惰性氣體保護(hù)焊 （metal inertia gas welding，MIG）：MIG 焊接是一種高效的鈦合金焊接方法，它采用熔化極焊絲和惰性氣體（如氬氣）保護(hù)焊接區(qū)域[11]。 MIG焊接速度快，成本較低，但焊縫質(zhì)量不如 TIG 焊接。

（3） 電 子 束 焊 接 （electron-beam welding，EBW）：EBW焊接是一種高能量密度的焊接方法，它采用電子束作為熱源，對(duì)鈦合金進(jìn)行焊接[12]。 EBW焊接可以獲得高質(zhì)量的焊縫，但其設(shè)備成本較高，對(duì)操作人員的技術(shù)要求也較高。

（4） 激光焊接（laser beam welding，LBW）：LBW焊接是一種高能量密度的焊接方法， 它采用激光束作為熱源，對(duì)鈦合金進(jìn)行焊接[13]。 LBW焊接可以獲得高質(zhì)量的焊縫，但其設(shè)備成本較高，對(duì)操作人員的技術(shù)要求也較高。

（5） 電 阻 點(diǎn) 焊 （resistance spot welding，RSW）：RSW焊接是一種常用的鈦合金焊接方法， 它采用電阻熱對(duì)鈦合金進(jìn)行焊接[14]。 RSW焊接速度快，成本較低，但焊縫質(zhì)量不如其他焊接方法。

（6） 攪 拌 摩 擦 焊 （friction stir welding，F(xiàn)SW）：FSW 焊接是一種新型的焊接技術(shù)， 適用于鈦合金材料的焊接[15]。 與傳統(tǒng)熔焊相比，F(xiàn)SW 可以減少缺陷的產(chǎn)生并提高接頭強(qiáng)度。

總之， 鈦合金焊接方法的選擇應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求來(lái)確定， 同時(shí)需要注意焊接工藝的控制[16]，以確保焊縫質(zhì)量和焊接接頭的性能。

1.2 焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)特征

焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)特征主要受焊接過(guò)程中的熱循環(huán)影響，包括焊接熱輸入、冷卻速率、材料成分等因素。焊接接頭一般包括焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)[17]。 其中，焊縫區(qū)由熔池冷卻凝固形成，通常具有細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)，因?yàn)楹附舆^(guò)程中的快速冷卻，可能使焊縫區(qū)摻雜由焊接材料帶入的合金元素， 影響其硬度和韌性。 熔合區(qū)屬于焊縫與母材相接的過(guò)渡區(qū)域，受到熔化和再凝固過(guò)程的影響，此區(qū)域易出現(xiàn)微觀(guān)缺陷，如裂紋、氣孔[18-19]等，其微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)可能因快速冷卻而形成馬氏體、貝氏體或混合組織。熱影響區(qū)是母材在焊接熱循環(huán)作用下發(fā)生組織變化的區(qū)域，可以分為不同的子區(qū)域，如過(guò)熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)等，其中，過(guò)熱區(qū)由于加熱溫度較高，可能會(huì)導(dǎo)致晶粒粗化，使得材料的硬度和脆性增加 [20-22]。 相變重結(jié)晶區(qū)在母材完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后， 冷卻過(guò)程中會(huì)形成細(xì)小且均勻分布的珠光體和鐵素體，有助于提高材料的塑性和韌性。而不完全重結(jié)晶區(qū)則部分經(jīng)歷了相變重結(jié)晶[23]，導(dǎo)致晶粒大小和組織分布出現(xiàn)不均勻性。

其中，對(duì)于鈦合金焊接接頭微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)而言，母材區(qū)域的微觀(guān)結(jié)構(gòu)由細(xì)小且均勻分布的 α 相晶粒構(gòu)成。與此相對(duì)，熱影響區(qū)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)則呈現(xiàn)出不同方向的鋸齒狀 α 相晶粒，其晶粒尺寸相比母材有所增大。 焊縫區(qū)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)則由較大尺寸的鋸齒形α 相晶粒組成，并伴隨著少量馬氏體的形成。 對(duì)于鈦合金而言，有研究表明：鈦合金焊接接頭最容易發(fā)生腐蝕的區(qū)域通常是焊縫區(qū)和熔合區(qū)[24-26]，關(guān)于其腐蝕類(lèi)型與機(jī)制，下文詳細(xì)論述。

2、不同工況下鈦合金焊接接頭的腐蝕行為

2.1 海洋環(huán)境下的腐蝕行為

海洋環(huán)境以其高鹽度、復(fù)雜的化學(xué)成分、多變的物理?xiàng)l件以及豐富的微生物生態(tài)而著稱(chēng)， 這些因素共同作用于材料表面， 對(duì)鈦合金的腐蝕行為產(chǎn)生顯著影響。 盡管鈦合金因其優(yōu)異的耐腐蝕性能而被廣泛應(yīng)用于海洋工程[27]，但在海洋工況下，鈦合金的腐蝕行為也呈現(xiàn)出一些特殊性。

Zhang 等[24]研究了 TA2 鈦合金焊接接頭在不同溫度海水中的腐蝕行為， 并進(jìn)行了常規(guī)宏觀(guān)電化學(xué)分析和微電極陣列測(cè)試。結(jié)果表明，熱影響區(qū)的耐蝕性始終最好，其次是母材和焊縫，且溫度越高，越容易形成鈍化膜。鈦合金本身就是一種耐腐蝕性強(qiáng)，比較容易鈍化的金屬[28]。 有研究表明：在一些含有侵略性離子的環(huán)境中，表面的 TiO2 鈍化膜經(jīng)常會(huì)被破壞[29]，因此，鈍化膜失去了對(duì)合金基體的保護(hù)，進(jìn)而導(dǎo)致鈦合金的腐蝕[30]。 Liu 等[31]研究了 TA2 焊接接頭在人工海水中 12h 的焊縫（WM）、母材（BM）和熱影響區(qū)（HAZ）的腐蝕趨勢(shì)和發(fā)展規(guī)律。 結(jié)果表明，3個(gè)區(qū)域的腐蝕其行為始終遵循 HAZ>BM>WM 的順序。且 3 個(gè)區(qū)域存在明顯的鈍化間隔，表明鈍化膜在合金的耐蝕性中起著非常重要的作用， 在沖刷過(guò)程中逐漸形成鈍化膜。其結(jié)果與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同證明了在海洋環(huán)境中， 鈦合金焊接接頭的熱影響區(qū)耐腐蝕性能要優(yōu)于其他區(qū)域， 且鈍化膜形成速率越快，合金的耐腐蝕性越好。

對(duì)于應(yīng)力腐蝕而言， 有研究人員采用慢應(yīng)變速率實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)量相結(jié)合的方法， 研究了模擬深海和淺 海環(huán)境中外加電位對(duì)鎢極氣體保護(hù)焊Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo（Ti6321）合金應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響[32]。結(jié)果表明，使用環(huán)境和外加電位對(duì) Ti6321焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為有顯著影響。 由于深海環(huán)境下鈍化膜自修復(fù)能力的減弱和析氫效應(yīng)的增強(qiáng)，Ti6321 焊接接頭在模擬深海環(huán)境下表現(xiàn)出比淺海更高的應(yīng)力腐蝕敏感性。 為了分析電子束焊接鈦合金接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、斷裂和裂紋擴(kuò)展路徑，部分研究人員對(duì)鈦合金焊接接頭不同區(qū)域裂紋擴(kuò)展和應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子（KISCC）開(kāi)展了探索[33]，研究了接頭的組織、織構(gòu)和電化學(xué)特征。 結(jié)果指向焊縫金屬的裂紋擴(kuò)展速率略高于熱影響區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率。 通過(guò)對(duì)結(jié)果分析表明：微觀(guān)組織、織構(gòu)和電化學(xué)性能是造成應(yīng)力腐蝕的主要原因。 房衛(wèi)萍等[34]針對(duì) 100mm 厚的 TC4 鈦合金板的電子束焊接接頭， 采用慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估其在模擬海水環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）敏感性。 通過(guò)分析焊接接頭的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和斷裂表面特征， 對(duì)接頭的腐蝕行為進(jìn)行了深入探討。研究結(jié)果顯示，焊縫區(qū)域的上、中、下各部位均表現(xiàn)出較低的應(yīng)力腐蝕敏感性；且在海水環(huán)境中，焊縫區(qū)域易發(fā)生陽(yáng)極溶解，伴隨著氫的吸附，這促進(jìn)了裂紋形核，并使得裂紋能在較低應(yīng)力作用下擴(kuò)展。 由此可見(jiàn)，在海水中，特別是深海環(huán)境下， 鈦合金焊接接頭的應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象也是不可忽略的，應(yīng)引起足夠的重視。

Zeng 等[35]對(duì) 100 mm 厚 Ti-6Al-4V 合金真空電子束焊接接頭的顯微組織和人工海水環(huán)境下的腐蝕疲勞行為進(jìn)行了系統(tǒng)表征， 在焊接接頭橫向上觀(guān)察到明顯的組織不均勻性。 晶粒狀 α 菌落和 β 條的雙峰相組織構(gòu)成了母材 （BM） 的顯微組織。 熔合區(qū)（FZ）組織為單相針狀 α/α' 馬氏體。 在 BM 中，觀(guān)察到的 FZ 的腐蝕疲勞裂紋（CFC）在 β 相晶粒中以相對(duì)直線(xiàn)的方式擴(kuò)展，這表明了典型的穿晶斷裂現(xiàn)象。

同時(shí)，在 BM 中還觀(guān)察到了明顯的分支 CFC，這些CFC 的直線(xiàn)部分主要貫穿 β 相晶粒，而分支部分則穿過(guò)了拉長(zhǎng)的 α 相晶粒。 在 FZ 區(qū)域，CFC 最初以直線(xiàn)形式增長(zhǎng)， 然后突然轉(zhuǎn)變?yōu)榍�線(xiàn)，CFC 的直線(xiàn)部分穿過(guò) α/α' 條， 并且?guī)缀跖c α/α' 條的縱向成直角。FZ 內(nèi)的 CFC 在發(fā)生急劇轉(zhuǎn)向后， 沿著 α/α' 板條的界面進(jìn)行傳播。 在人工海水腐蝕環(huán)境下，CFC 增長(zhǎng)速度低于 BM。局部電化學(xué)表征結(jié)果表明，F(xiàn)Z 比 BM具有更好的耐電化學(xué)腐蝕性能。 分析認(rèn)為，F(xiàn)Z 中CFC 的生長(zhǎng)速度較慢是由于馬氏體組織具有良好的耐蝕性和細(xì) α/α' 板條的界面阻礙 CFC 生長(zhǎng)的共同作用。

對(duì)于應(yīng)力腐蝕而言， 焊接操作對(duì)鈦合金焊接接頭的微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生顯著影響， 進(jìn)而改變其耐腐蝕性能。焊接過(guò)程中可能在受拉應(yīng)力作用的區(qū)域引入殘余拉伸應(yīng)力， 這有可能導(dǎo)致材料表面活化能降低，削弱其耐蝕性能。 此外，合金元素在焊接接頭的焊縫區(qū)域和熱影響區(qū)的不均勻分布，可能會(huì)干擾穩(wěn)定鈍化膜的形成，進(jìn)一步影響材料的整體耐蝕性[36]。

特別地，有研究人員基于電位、極化等電化學(xué)測(cè)試，結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)方法，建立了一種鈦合金在海水環(huán)境中點(diǎn)蝕萌生和生長(zhǎng)過(guò)程的快速評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)方法[22]。 其結(jié)果表明，鈦合金焊接接頭在靜態(tài)海水自然條件下幾乎不會(huì)自發(fā)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕。

2.2 化工環(huán)境下的腐蝕行為

化工環(huán)境通常包含各種腐蝕性介質(zhì)， 如酸、 堿、鹽、有機(jī)溶劑和氧化劑等，這些介質(zhì)對(duì)材料的腐蝕行為有著顯著影響。 鈦合金因其出色的耐腐蝕性、高強(qiáng)度和低密度，在化工行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[37]。 然而，焊接接頭作為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，其在化工環(huán)境下的腐蝕行為直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

Gao 等[33]通過(guò)對(duì)鈦合金焊接接頭不同區(qū)域裂紋擴(kuò)展和應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子的研究， 揭示了焊接接頭在 3.5%Nacl 溶液中的腐蝕特性， 研究發(fā)現(xiàn)，焊縫金屬的 KISCC 優(yōu)于熱影響區(qū)的 KISCC，說(shuō)明焊縫金屬的裂紋擴(kuò)展速率略高于熱影響區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率。 且焊縫金屬斷口表面沒(méi)有明顯的應(yīng)力腐蝕特征，而熱影響區(qū)有。有研究人員采用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法研究了 TA2 母材及焊接接頭在含 Cl-溶液中的電化學(xué)腐蝕行為[26]。 研究發(fā)現(xiàn)，隨著 Cl-濃度的增加，TA2母材和焊接接頭的自然電位負(fù)移， 極化電阻逐漸降低， 腐蝕電流密度增大， 表明隨著 Cl-濃度的增加，TA2 母材和焊接接頭的耐蝕性變差。 且由于焊接熱輸入會(huì)改變金屬晶粒的尺寸和形狀， 影響金屬表面鈍化膜的穩(wěn)定性， 焊接接頭的耐腐蝕性會(huì)隨之發(fā)生一定的變化。以上研究表明焊接接頭的 OCP 負(fù)移度較小，極化電阻較大，腐蝕電流密度較小，也就說(shuō)明了焊接接頭的耐腐蝕性比母材要好。

有研究人員挑選了工業(yè)中廣泛應(yīng)用的 3 種鈦合金：TA2、TC4 和 TB6， 利用不同濃度的硫酸溶液來(lái)模擬煙囪的露點(diǎn)腐蝕條件， 并運(yùn)用電化學(xué)交流阻抗譜（EIS）[38]和動(dòng)態(tài)電位極化測(cè)試[39]方法，對(duì)這些鈦合金材料及其氬弧焊接（TIG）接縫在模擬煙氣環(huán)境中的耐蝕性進(jìn)行了比較研究[40]。 在模擬不同濃度硫酸蒸汽的環(huán)境中，3 種鈦合金均展現(xiàn)出顯著的鈍化特性， 這表明它們作為煙囪材料時(shí)具備出色的抗腐蝕能力。 在 1wt%硫酸蒸汽模擬溶液中，3 種鈦合金的基體和焊縫區(qū)域的耐蝕性能相當(dāng)。 然而，在 3wt%硫酸蒸汽模擬溶液中，TC4 和 TB6 的基體金屬在 25℃和 55℃兩種溫度條件下均顯示出比焊縫金屬更強(qiáng)的耐蝕性，而 TA2 的焊縫區(qū)域（包括焊縫本身及其附近的熱影響區(qū)） 則展現(xiàn)出比基體金屬更佳的耐蝕性能。進(jìn)一步分析了導(dǎo)致腐蝕行為差異的原因，發(fā)現(xiàn)這與焊接過(guò)程中的 β 相變化密切相關(guān)。 TA2 合金的 α 相在焊接前后保持穩(wěn)定， 沒(méi)有發(fā)生 β 相的轉(zhuǎn)變；相反，TB6 和 TC4 在焊接過(guò)程中經(jīng)歷了相變，由細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的柱狀或針狀馬氏體晶粒，這一變化導(dǎo)致了它們耐腐蝕性能的降低。

2.3 其他工況下的腐蝕行為

除了在海洋與化工環(huán)境這些應(yīng)用廣泛的場(chǎng)景，鈦合金焊接接頭在其他工況下的腐蝕行為也值得分析與探討，例如在高溫環(huán)境下、在特殊的焊接方式以及某些熱處理的作用下等等。 雖然目前關(guān)于此類(lèi)方面的研究可參考文獻(xiàn)較少， 但研究鈦合金焊接接頭在不同工況下的腐蝕行為， 對(duì)未來(lái)相關(guān)行業(yè)發(fā)展非常重要。

朱曉宇等[41]基于 Gleeble 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)，對(duì) TC4鈦合金焊接接頭在 700～950℃的溫度范圍內(nèi)的熱變形特性進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，隨著熱拉伸過(guò)程中溫度的升高，焊接接頭的流變應(yīng)力相應(yīng)降低；而應(yīng)變速率的增加則導(dǎo)致流變應(yīng)力的上升。 焊接接頭的穩(wěn)定變形受到溫度和應(yīng)變速率的共同影響， 當(dāng)溫度較高且應(yīng)變速率較低時(shí)， 焊接接頭更易于發(fā)生穩(wěn)定變形，并且伸長(zhǎng)率也更大。 且隨變形溫度升高，焊縫金屬內(nèi)部的 β 相含量增加、 大角度界面含量降低、幾何必要位錯(cuò)密度降低，有利于位錯(cuò)滑移的進(jìn)行，焊接接頭的流變應(yīng)力降低、伸長(zhǎng)率升高。由于熱變形影響了焊接接頭的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響了其腐蝕性能。

Mou 等[42]對(duì)摩擦焊接區(qū)域的顯微組織、拉伸力學(xué)性能、 沖擊力學(xué)性能和腐蝕疲勞性能與基體合金進(jìn)行了比較。 結(jié)果顯示，基體主要由等軸球狀 α 相的鈦組成，而 FW 區(qū)則以針狀的 α 相和 β 相的鈦為主， 這種微觀(guān)結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致 FW 區(qū)的強(qiáng)度高于基體合金，但同時(shí)伴隨著較低的剛性和韌性。 此外，在鉆井液環(huán)境中， 材料的疲勞抗力和耐蝕性均有所降低。這些發(fā)現(xiàn)指出，鈦合金鉆桿的 FW 區(qū)可能是結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，更易于發(fā)生裂紋萌生、斷裂和腐蝕現(xiàn)象。

Wang 等[43]通過(guò)線(xiàn)性摩擦焊接技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了TA15 與 TC17 鈦合金的連接。 微觀(guān)結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，在 TC17 一側(cè)的焊接區(qū)域主要由粗大的 β 相、 沿晶界的 α 相以及晶內(nèi)的馬氏體 α' 相構(gòu)成；而 TA15 一側(cè)的焊接區(qū)域則以大量針狀的馬氏體α' 相和少量的殘余 β 相為特征。 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，TA15 基材（BM）的耐蝕性能較 TC17 基材更為優(yōu)越。 在進(jìn)行浸泡和鹽霧測(cè)試后， 觀(guān)察到 TC17 基材以及 TC17側(cè)焊接區(qū)域（WZ）上出現(xiàn)了眾多腐蝕凹坑。 這可能是由于 TC17 基材中 α/β 相界面較多， 導(dǎo)致其抗腐蝕能力相對(duì)較弱。有研究模擬了工業(yè)純鈦和 Ti-6Al-4V 在不同介質(zhì)（空氣、合成唾液和含氟合成唾液）的室溫下，測(cè)量完整樣品和激光焊接修復(fù)后的腐蝕疲勞壽命[44]。 研究發(fā)現(xiàn) ， 激光 焊接工藝 顯著 降 低 了 工 業(yè) 純 鈦 和Ti-6Al-4V 合金試樣的疲勞壽命。與對(duì)照組（無(wú)介質(zhì)）相比，合成唾液和含氟唾液對(duì)疲勞壽命有負(fù)面影響。也有研究人員研究了 Ti6Al4V 合金母材、激光焊接試樣和焊后熱處理（postweld heat treatment，PWHT）試樣在模擬體液中的腐蝕行為 [45]。 對(duì)比了焊態(tài)和PWHT 試樣的動(dòng)電位極化曲線(xiàn)，并與母材進(jìn)行了對(duì)比。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊接試樣的耐蝕性低于母材。 焊接接頭的耐腐蝕性能隨著焊接速度的提高而提高。

且 PWHT 工藝對(duì) Ti6Al4V 激光焊接接頭的腐蝕性能有積極的影響。類(lèi)似的，Heidarbeigy 等[46]研究了不同焊后熱處理的 Ti-6Al- 4V 合金焊件在林格溶液中的腐蝕行為和電偶。 為此， 采用鎢極氣體保護(hù)弧焊（GTAW）對(duì)焊試樣。 比較了焊縫金屬（WM）、母材金屬（BM）和母材 / 焊縫金屬聯(lián)軸器的腐蝕行為。 最后， 通過(guò)焊后熱處理改善 Ti-6Al-4V 合金焊件的腐蝕行為。 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，BM 的腐蝕性能優(yōu)于 WM。

此外， 焊接樣品在林格氏溶液中表現(xiàn)出最差的電偶效應(yīng)。 這種現(xiàn)象是由于 WM 的柱狀晶粒組織導(dǎo)致合金元素不均勻所致。 PWHT，特別是固溶處理和時(shí)效處理改善了焊件的腐蝕行為， 降低了電偶件的腐蝕速率。

表 1 為不同工況下鈦合金焊接接頭的腐蝕情況。 對(duì)鈦合金焊接接頭在不同工況下的腐蝕情況進(jìn)行了總結(jié)，其中鈦合金在海洋環(huán)境下的應(yīng)用較多，其主要腐蝕影響因素為外界環(huán)境引起的鈍化膜生長(zhǎng)的抑制或破壞，特別是在深海中，微生物的附著、高的溶解氧、二氧化碳、硫化氫等因素的影響[47-49]，都會(huì)抑制其鈍化膜的形成， 從而加速鈦合金以及鈦合金焊接接頭的腐蝕。

在深海中，應(yīng)力腐蝕作用更為明顯，再結(jié)合焊接接頭自身的顯微組織，共同加速鈦合金焊接接頭的腐蝕。 在化學(xué)環(huán)境中，影響鈦合金焊接接頭腐蝕的主要因素為酸、堿、鹽和有機(jī)溶劑環(huán)境對(duì)材料的刺激，與材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；而其他工況下，如高溫環(huán)境、不同的焊接工藝和熱處理方法等都會(huì)影響焊接接頭的微觀(guān)結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)而影響鈦合金焊接接頭的腐蝕性能。

3、結(jié)語(yǔ)

綜述了鈦合金焊接接頭在不同工況下的腐蝕情況， 發(fā)現(xiàn)焊接過(guò)程會(huì)改變材料結(jié)構(gòu)， 影響其耐腐蝕性。 不同焊接技術(shù)，如 TIG、MIG、EBW、LBW、RSW和 FSW，對(duì)接頭質(zhì)量有重要影響。 焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)的結(jié)構(gòu)變化是腐蝕的關(guān)鍵因素， 焊縫區(qū)和熔合區(qū)因微觀(guān)缺陷更易腐蝕。

（1） 海洋環(huán)境對(duì)焊接接頭腐蝕有顯著影響，熱影響區(qū)耐蝕性最好，焊縫區(qū)較差。鈦合金的耐腐蝕性依賴(lài)于鈍化膜的形成和穩(wěn)定性， 這在不同環(huán)境下有不同表現(xiàn)。

（2） 化工環(huán)境，如酸、堿、鹽和有機(jī)溶劑，也會(huì)影響焊接接頭的腐蝕行為， 耐蝕性可能因焊接熱輸入導(dǎo)致的晶粒變化而改變。

（3） 特殊環(huán)境下的腐蝕行為，如高溫、特殊焊接方式以及熱處理方法，也將是未來(lái)研究的重點(diǎn)。深入研究鈦合金焊接接頭的腐蝕行為， 對(duì)提高焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用具有重要意義。

（4） 需要指出的是， 目前對(duì)于鈦合金焊接接頭腐蝕相關(guān)研究還還較少，某些領(lǐng)域（特別是應(yīng)力腐蝕防護(hù)等領(lǐng)域）還存在一定空白，這也將是未來(lái)針對(duì)鈦合金焊接接頭腐蝕研究應(yīng)該突破的方向。

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