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钛合金焊接技术类型及注意事项

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-10-13 11:57:52
钛合金焊接按照超声振动激发的方式具体有以下两种:a.电弧超声焊接方法。电弧超声焊接方法是利用超声频的电信号在焊接过程中激发出超声振动,与常规焊接接头相比,熔合区附近组织更细小:接头脆硬倾向更低:抗弯性能的冲击韧性有所提高。另超声电弧的引入提高了焊接过程的稳定性,焊缝晶粒组织得到细化,接头拉伸强度得到提高。b.超声-电弧复合焊接方法。通过超声振动装置与焊枪的机械耦合,实现超声振动与焊接电弧的复合。与常规TIG 焊相比,复合电弧形态收缩,电弧电压提高,电弧静特性曲线上移。焊后对焊缝成形进行观察,在相同焊接规范下,施加超声振动后焊缝熔深增加1倍以上,焊接效率得到提高。同时,焊接熔化特性得到改善,从周边熔化型向中心熔化型转变。对接头的性能进行研究,与常规焊接接头相比复合接头强度提高了8%,延伸率提高10%以上。随着超声技术和设备的发展,功率超声被越来越多应用于焊接领域。
 
母材引入式。母材引入式超声辅助电弧焊中超声振动装置直接与被焊工件相接触,超声波通过母材传至焊接熔池。超声振动直接加载在被焊工件进而作用到熔池能够细化焊缝组织,提高接头的性能。但是采用母材引入式的超声辅助电弧焊对被焊件的形状及尺寸:焊接姿态和工件的装配要求较高,限制了超声在某些特殊焊接条件下的应用。
 
焊丝引入式。新的超声施加方式院通过焊丝将超声振动引入焊接熔池。研究发现:这种方式超声振动可促进焊缝中心区域等轴晶的形成;同时超声振动引入后,焊缝抗拉强度和屈服强度增加。其中屈服强度的提高更为显著。
 
钛及钛合金焊接时采用最多的就是钨极氩弧焊,对于较厚的工件也可采用熔化极氩弧焊,对于技术要求严格的航天工业中一些重要设备经常也采用真空电子束焊接。钛焊丝的选用。焊丝的选用应使在正常焊接工艺下的焊缝在焊后状态的抗拉强度不低于母材退火状态的标准抗拉强度下限值,焊缝焊后状态的塑性和耐蚀性能不低于退火状态下的母材或与母材相当,焊接性能良好,能满足钛设备制造和使用的要求。焊丝中的氮、氧、碳、氢、铁等杂质元素的标准含量上限值应大大低于母材中杂质元素的标准含量上限值。不允许从所焊母材上裁条充当焊丝,应采用JB/T 4745-2002《钛制焊接容器》中附录D中的焊丝用作钛容器用焊丝。杂质元素含量不高于JB/T 4745-2002中附录D的其他标准的焊丝也可使用。
 
钛及钛合金的焊接需要注意的问题。
①杂质元素的沾污引起脆化。
钛是一种活性元素,特别是在焊接高温下非常容易吸收氮、氢、氧,从而使焊缝的硬度、强度增加,塑性、韧性降低,引起脆化。碳也会与钛形成硬而脆的TiC,易引起裂纹。因此,钛板及钛合金焊接时必须进行有效的保护,防止空气或其他因素的污染。因此钛板及钛合金焊接不能采用气焊或焊条电弧焊方法进行,否则接头满足不了焊接质量要求,一般只能采用氩气保护或在真空下焊接。
② 焊接相变引起的接头塑性下降。
常用的工业纯钛为α合金,焊接时由于钛导热差、比热小、高温停留时间长、冷却速度慢,易形成粗大结晶;若采用加速冷却,又易产生针状α组织,也会使塑性下降。
③ 产生焊接裂纹。
钛合金焊接时产生的焊接热裂纹的几率极小,只有当焊丝或母材质量不问题时才可能产生热裂纹。由氢引起的冷裂纹是钛合金焊接时应注意防止的,焊接时熔池和低温区母材中的氢向热影响区扩散,引起热影响区含氢量增加,造成热影响区出现延迟裂纹。
④ 气孔。
钛板及钛合金焊接时气孔是最常见的焊接缺陷。焊丝或母材表面清理不干净或氩气不纯都会造成气孔产生,因此保护气-氩气纯度要求在99.99% 以上,焊丝及工件表面要酸洗、净水冲洗后烘干。
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