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钛及钛合金焊接工艺的技术要求

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-6-1 12:53:53

钛及钛合金焊接对焊接时保护要求非常严格,当焊缝含碳量为0.55%时,焊缝塑性几乎全部消失而变成非常脆的材料,焊后热处置也无法消除此种脆性。国技术条件规定,钛合金母材的含碳量不大于0.1%焊缝含碳量不逾越母材含碳量。 钛合金中有很多元素,它们对钛的物理性能都有影响,其中碳是钛及钛合金中常见的杂质,当碳含量为0.13%以下时,碳因深在α钛中,焊缝强度极限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用强烈。但是当进一步提高焊缝含碳量时,焊缝却出现网状TiC其数量随碳含量增高而增多,使焊缝塑性急剧下降,焊接应力作用下易出现裂纹。

钛板焊缝缺陷是由于钛板焊接时,因氩弧焊枪形成的氩气气体维护层只能维护好焊接熔池不受空气的有害作用,而对已凝固而处于高温状态附近的焊缝及其附近区域则无保护作用,而处于这种状态的钛板焊缝及其附近的区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力。从400℃开始吸收氧,从600℃开始吸收氮,而空气种含有大量氮和氧。随氧化水平逐步加重,钛板焊缝颜色发生变化及焊缝塑性下降的规律。银白色(无氧化)金黄色(TiO,大约在250℃左右钛开始吸收氢。轻微氧化)蓝色(Ti2O3氧化稍为严重)灰色(TiO2氧化严重)。

大气温度为427℃时,钛材表面的氧化膜厚度是常温下的2~3倍。650℃以上时,氧化膜就会增加。在熔融状态下,氧气、氮气等就会进入焊接熔池,进而从焊接金属扩散到母材当中。为防止空气中的氧气、氮气等杂物混入,焊接过程中有必要通过惰性气体保护焊接面及内侧。其他金属的TIG焊接一般不需要气体保护,内侧也大多无需气体保护。另外,为防止产生油脂类杂物,钛材以及操作台面不能用油擦拭。钛的熔化焊接中,大部分技术问题都在于如何避免上述污染物的产生。防治污染物的对策比较麻烦,而且花费较大。不过,钛材焊接成功与否就在于污染物的预防对策。

钛合金焊接技术。大多数钛合金可以使用氧乙炔焊的方法进行焊接,所有的钛合金均可使用固态焊接法进行焊接(如TIG、MIG、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和电阻焊等)。从近几年国内外对钛及钛合金焊接方法的研究和焊接效果来看,TIG焊和激光焊的焊接质量最好。激光焊接技术具有功率密度高、热影响区小、焊件残余应力和变形小、焊接速度高、可焊接难焊材料(陶瓷、有机玻璃)等优点,有很好的应用前景。钛及钛合金焊接技术的发展方向是便于操作、焊接过程自动化、智能化,从而提高焊接生产率、焊接质量稳定性以及节约能源,有利于环境保护等。

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