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鈦及鈦合金焊接工藝的技術要求

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-6-1 12:53:53

鈦及鈦合金焊接對焊接時保護要求非常嚴格,當焊縫含碳量為0.55%時,焊縫塑性幾乎全部消失而變成非常脆的材料,焊后熱處置也無法消除此種脆性。國技術條件規定,鈦合金母材的含碳量不大于0.1%焊縫含碳量不逾越母材含碳量。 鈦合金中有很多元素,它們對鈦的物理性能都有影響,其中碳是鈦及鈦合金中常見的雜質,當碳含量為0.13%以下時,碳因深在α鈦中,焊縫強度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強烈。但是當進一步提高焊縫含碳量時,焊縫卻出現網狀TiC其數量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,焊接應力作用下易出現裂紋。

鈦板焊縫缺陷是由于鈦板焊接時,因氬弧焊槍形成的氬氣氣體維護層只能維護好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對已凝固而處于高溫狀態附近的焊縫及其附近區域則無保護作用,而處于這種狀態的鈦板焊縫及其附近的區域仍有很強的吸收空氣中的氮及氧的能力。從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,而空氣種含有大量氮和氧。隨氧化水平逐步加重,鈦板焊縫顏色發生變化及焊縫塑性下降的規律。銀白色(無氧化)金黃色(TiO,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化)藍色(Ti2O3氧化稍為嚴重)灰色(TiO2氧化嚴重)。

大氣溫度為427℃時,鈦材表面的氧化膜厚度是常溫下的2~3倍。650℃以上時,氧化膜就會增加。在熔融狀態下,氧氣、氮氣等就會進入焊接熔池,進而從焊接金屬擴散到母材當中。為防止空氣中的氧氣、氮氣等雜物混入,焊接過程中有必要通過惰性氣體保護焊接面及內側。其他金屬的TIG焊接一般不需要氣體保護,內側也大多無需氣體保護。另外,為防止產生油脂類雜物,鈦材以及操作臺面不能用油擦拭。鈦的熔化焊接中,大部分技術問題都在于如何避免上述污染物的產生。防治污染物的對策比較麻煩,而且花費較大。不過,鈦材焊接成功與否就在于污染物的預防對策。

鈦合金焊接技術。大多數鈦合金可以使用氧乙炔焊的方法進行焊接,所有的鈦合金均可使用固態焊接法進行焊接(如TIG、MIG、等離子弧焊、激光焊、電子束焊和電阻焊等)。從近幾年國內外對鈦及鈦合金焊接方法的研究和焊接效果來看,TIG焊和激光焊的焊接質量最好。激光焊接技術具有功率密度高、熱影響區小、焊件殘余應力和變形小、焊接速度高、可焊接難焊材料(陶瓷、有機玻璃)等優點,有很好的應用前景。鈦及鈦合金焊接技術的發展方向是便于操作、焊接過程自動化、智能化,從而提高焊接生產率、焊接質量穩定性以及節約能源,有利于環境保護等。

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