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鈦合金焊接技術類型及注意事項

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-10-13 11:57:52
鈦合金焊接按照超聲振動激發的方式具體有以下兩種:a.電弧超聲焊接方法。電弧超聲焊接方法是利用超聲頻的電信號在焊接過程中激發出超聲振動,與常規焊接接頭相比,熔合區附近組織更細小:接頭脆硬傾向更低:抗彎性能的沖擊韌性有所提高。另超聲電弧的引入提高了焊接過程的穩定性,焊縫晶粒組織得到細化,接頭拉伸強度得到提高。b.超聲-電弧復合焊接方法。通過超聲振動裝置與焊槍的機械耦合,實現超聲振動與焊接電弧的復合。與常規TIG 焊相比,復合電弧形態收縮,電弧電壓提高,電弧靜特性曲線上移。焊后對焊縫成形進行觀察,在相同焊接規范下,施加超聲振動后焊縫熔深增加1倍以上,焊接效率得到提高。同時,焊接熔化特性得到改善,從周邊熔化型向中心熔化型轉變。對接頭的性能進行研究,與常規焊接接頭相比復合接頭強度提高了8%,延伸率提高10%以上。隨著超聲技術和設備的發展,功率超聲被越來越多應用于焊接領域。
 
母材引入式。母材引入式超聲輔助電弧焊中超聲振動裝置直接與被焊工件相接觸,超聲波通過母材傳至焊接熔池。超聲振動直接加載在被焊工件進而作用到熔池能夠細化焊縫組織,提高接頭的性能。但是采用母材引入式的超聲輔助電弧焊對被焊件的形狀及尺寸:焊接姿態和工件的裝配要求較高,限制了超聲在某些特殊焊接條件下的應用。
 
焊絲引入式。新的超聲施加方式院通過焊絲將超聲振動引入焊接熔池。研究發現:這種方式超聲振動可促進焊縫中心區域等軸晶的形成;同時超聲振動引入后,焊縫抗拉強度和屈服強度增加。其中屈服強度的提高更為顯著。
 
鈦及鈦合金焊接時采用最多的就是鎢極氬弧焊,對于較厚的工件也可采用熔化極氬弧焊,對于技術要求嚴格的航天工業中一些重要設備經常也采用真空電子束焊接。鈦焊絲的選用。焊絲的選用應使在正常焊接工藝下的焊縫在焊后狀態的抗拉強度不低于母材退火狀態的標準抗拉強度下限值,焊縫焊后狀態的塑性和耐蝕性能不低于退火狀態下的母材或與母材相當,焊接性能良好,能滿足鈦設備制造和使用的要求。焊絲中的氮、氧、碳、氫、鐵等雜質元素的標準含量上限值應大大低于母材中雜質元素的標準含量上限值。不允許從所焊母材上裁條充當焊絲,應采用JB/T 4745-2002《鈦制焊接容器》中附錄D中的焊絲用作鈦容器用焊絲。雜質元素含量不高于JB/T 4745-2002中附錄D的其他標準的焊絲也可使用。
 
鈦及鈦合金的焊接需要注意的問題。
①雜質元素的沾污引起脆化。
鈦是一種活性元素,特別是在焊接高溫下非常容易吸收氮、氫、氧,從而使焊縫的硬度、強度增加,塑性、韌性降低,引起脆化。碳也會與鈦形成硬而脆的TiC,易引起裂紋。因此,鈦板及鈦合金焊接時必須進行有效的保護,防止空氣或其他因素的污染。因此鈦板及鈦合金焊接不能采用氣焊或焊條電弧焊方法進行,否則接頭滿足不了焊接質量要求,一般只能采用氬氣保護或在真空下焊接。
② 焊接相變引起的接頭塑性下降。
常用的工業純鈦為α合金,焊接時由于鈦導熱差、比熱小、高溫停留時間長、冷卻速度慢,易形成粗大結晶;若采用加速冷卻,又易產生針狀α組織,也會使塑性下降。
③ 產生焊接裂紋。
鈦合金焊接時產生的焊接熱裂紋的幾率極小,只有當焊絲或母材質量不問題時才可能產生熱裂紋。由氫引起的冷裂紋是鈦合金焊接時應注意防止的,焊接時熔池和低溫區母材中的氫向熱影響區擴散,引起熱影響區含氫量增加,造成熱影響區出現延遲裂紋。
④ 氣孔。
鈦板及鈦合金焊接時氣孔是最常見的焊接缺陷。焊絲或母材表面清理不干凈或氬氣不純都會造成氣孔產生,因此保護氣-氬氣純度要求在99.99% 以上,焊絲及工件表面要酸洗、凈水沖洗后烘干。
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