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钛合金的焊接

 
     
发布时间:2020-05-28 来源:金沙电玩app下载-网赌十大网站
 

钛合金的焊接:

    钛是非磁性材料、具有质量小、比强度高、耐腐蚀性好等综合性能,广泛用于飞机结构、宇航工业以及军工产品。

一、钛合金的结构:

    钛具有两种晶体结构,在885摄氏度发生同素异构转变,885摄氏度以下为密排六方晶格钛,885摄氏度以上为体心立方晶格钛。

    钛合金为单相组织,焊接性较好,具有良好的耐热性和抗氢化性能,钛合金室温强度比钛合金高,但可焊接性没有钛合金焊接性好,钛合金中国还有两相的钛合金,这种钛合金能进行热处理强化,其塑性及室温强度都比钛合金高,但这类钛合金焊接性不好,焊接后容易引起接头脆化。

接头脆化倾向:

    钛及钛合金的化学性质非常活泼,焊接时气体等杂志污染是焊接接头塑性性能严重变坏的一个重要原因,在常温下,钛及钛合金是比较稳定的,但试验证明,随着温度的升高,钛及钛合金吸取氧、氢及氮的能力也随之明显上升。

1、氧的影响:

    氩弧焊焊接钛时,焊缝含量与氩气中含氧量 可以看出,焊缝含氧量基本上是随氩气中含氧量增加而直线上升的。

    焊接工业纯钛时,焊缝含氧量变化对焊缝力学性能及硬度的影响,焊缝强度及硬度是随焊缝含量增加而增加的。

    在工业纯钛焊接时,为保证焊缝有足够的塑性,防止氧的污染脆化,一般认为焊缝最高允许氧的质量分数为0.15%,钛合金焊接时,氧的有害影响也是明显的。

    只有当含氮量比较高时,才会析出脆性氮化物,所以必须对工业纯钛及钛合金焊接时焊缝含量进行更严格的控制,一般认为,工业纯钛焊接时,焊缝最高允许氮的质量分数为0.05%

3、氢的影响:

    焊缝含氢量变化对焊缝及焊接接头力学性能,焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能的影响最大,其原因主要是随焊缝含氢量增加,焊缝中析出,

2、氮的影响:

    氮在高温液态金属中的溶解度是随着电弧气氛中氮的分压增高而增大,氮在固态的钛及钛中均能间隙固溶,氮在钛中的最大固熔度为7%左右,在钛中的最大固定溶度为2%,氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度、硬度、减低焊缝的塑性性能比氧更为显著,也就是氮的污染脆化作用比氧更为强烈,焊缝含氮量很低时的这种作用主要是固溶强化产生的。

    只有当含氮量较高时,才会析出脆性的氮化物,所以必须对工业纯钛及钛合金焊接时焊缝含氮量进行更严格的控制,一般认为,工业纯钛焊接时,焊缝最高允许氮的质量分数为0.05%

3、氢的影响:

    焊缝含量变化对焊缝及焊接接头力学性能的影响,焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能的影响最大,其原因主要是随焊缝含氢量增加,焊缝中析出的片状或针状TiH增多,它的强度较低,呈针状或片状TiH的作用类似缺口,对冲击性能很敏感,使焊缝中冲击性能显著降低。

    在工业纯钛焊接时,当焊缝中氢的质量分数大于0.01%,焊缝冲击韧度开始下降,所以,焊接工业纯钛时,焊缝中氢的质量分数一般控制在0.015%以下。

    在工业纯钛焊接时,当焊缝中氢的质量分数大于0.01%焊缝冲击韧度开始下降,所以,焊接工业纯钛时,焊缝中氢的质量分数一般控制在0.015%以下。

    加铝的钛合金能提高其对氢的溶解度,故氢对含铝的钛合金焊缝冲击值的降低作用有所减弱。

    在进行钛合金焊接时,由于氢在钛中的溶解度比在钛中大,故氢可以更多的固溶在钛中,使钛中析TIM量减少,氢对钛合金焊接时减低焊缝冲击韧度的作用有所减弱。

4、碳的影响:

    碳是工业纯钛及钛合金中常见的一种杂质,工件上的油污也可能成为焊缝增碳的来源。

    碳固溶在钛中,强度极限有些提高,塑性下降,但不如氧、氮的作用强烈,但当进一步提高焊缝含碳量时,焊缝塑性急剧下降,在焊接应力作用下易出现裂纹,当焊缝中碳的质量分数为0.55%时,焊缝塑性几乎全部消失而变成非常脆的材料,而且这种脆性焊后热处理也无法消除,所以,气焊与焊条电弧焊均不能满足焊接质量要求,氩弧焊应用较广,应用氩弧焊时,对氩气的纯度要求较高,此外焊枪往往还要采用拖罩,以便对焊缝及附近400摄氏度以上高温区进行保护,另外,从反面用氩气保护400摄氏度以上焊接区也是必要的,有些结构复杂零件还可在充氩箱内进行焊接,为了取得较好的焊接质量,钛及钛合金还可采用真空电子束及等离子弧焊进行焊接。

 

 

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