欢迎访问山东亿龙有色金属设备有限公司!

热门搜索: 钛合金设备锆设备哈氏合金设备
您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 公司新闻

news 新闻分类

服务热线:

0536-3162558

网址 :www.taishebei.cn

钛及钛合金焊接工艺

发布日期:2020-01-06 作者: 点击:

一、钛及钛的分类及特点

国内工业纯钛有TA1、TA2和TA3三种。不同之处在于含氢、氧、氮杂质的含量不同,强化了工业纯钛,但明显降低了塑性。虽然工业纯钛的强度不高,但具有良好的塑性和韧性,特别是良好的低温冲击韧性和良好的耐蚀性。因此,这种材料主要用于化工、石油等行业。实际上,它主要用于350℃以下的工作环境。钛合金按钛合金退火状态的室温结构可分为三种类型:α型钛合金,α-β型钛合金和β型钛合金..在α-钛合金中,TA4、TA5和TA6-Ti-AI合金及TA7、ta8-Ti+AI+Sn合金应用广泛。在室温下,该合金的强度可达931N/mm2,高温(500°C以下)性能稳定,焊接性好。我国β钛合金应用较少,应用范围有待进一步扩大。

二、钛及钛合金的焊接性

钛和钛合金的焊接性能有许多显著的特点,这是由钛和钛合金的物理化学性质决定的..

一。气体和杂质污染对焊接性能的影响

钛和钛合金在室温下相对稳定..然而,在试验台上,焊接过程中,液滴和熔池金属对氢、氧、氮有很强的吸收作用,在固态时,这些气体起到了作用。随着温度的升高,钛及钛合金吸收氢气、氧气、氮气的能力明显增强,从250°C左右开始,从400°C吸收氧气,从600°C吸收氮气。

(1) 氢是影响钛力学性能的最重要因素。焊缝中氢含量的变化对焊缝的冲击性能影响最显著,其主要原因是随着焊缝氢含量的增加,焊缝中析出的片状或针状TiH2增加。TiH2的强度很低,如片状或针状hih2的缺口和冲击性能显著降低;焊缝中氢含量的变化对强度的提高和塑性的降低的影响不是很明显。

(2)氧氧的作用在钛的α相和β-理想中都具有较高的熔融程度,并能形成间隙固相-深相,钛的晶体伤口严重扭曲,从而提高了钛和钛合金的硬度和强度,使塑性明显降低。为了保证焊接接头的性能,除了严格防止焊接过程中焊接热影响区的主要氧化,基础金属和焊丝的氧含量也应受到限制。

(3)在700°C以上的温度下,氮对脆性氮化钛形成(riN)和氮与钛之间形成间隙固溶体的影响比氧更严重。因此,氮气提高了工业纯钛焊缝的抗拉强度和硬度,比氧更显著地降低了焊缝的塑性性能..

(4) 碳对碳的影响也是钛及钛合金中常见的杂质。试验表明,当碳含量为0.13%时,焊缝强度极限增大,塑性降低,但碳的作用不如氧、氮的作用强。然而,当焊缝的碳含量进一步增加时,焊缝中出现网状TiC,其数量随碳含量的增加而增加,使焊缝的塑性急剧下降,在焊接应力的作用下容易开裂。因此,钛及钛合金母材的含碳量不大于0.1%,焊缝的含碳量不大于母材。

2.焊接接头裂纹问题

在焊接钛和钛合金时,焊接接头出现热裂纹的可能性很小,因为钛和钛合金中的S,P,C的杂质很小,在晶界上不易出现S和P形成的低熔点共晶,加入有效结晶温度范围..

窄而小,钛及钛合金凝固收缩小,焊缝金属不会产生热裂纹。当钛和钛按时焊接时,热影响区可能出现冷裂纹,其特征是焊接后出现数小时或更长时间的裂纹称为延迟裂纹。结果表明,裂纹与氢弹在焊接过程中的扩散有关。在焊接过程中,氢气从高温深池扩散到较低温度的热影响区,氢含量的增加增加了区域内析出的TiH2的量,热影响区的脆性增加..防止这种延迟裂纹的主要途径是减少焊接接头中的氢源。发票开具后,应进行灭火处理。

3.焊缝中的气孔问题

气孔是钛和钛合金焊接中常见的问题..造孔的根本原因是氢的作用。焊缝金属成形气孔主要影响接头的疲劳强度..防止气孔的工艺措施如下:

(1) 是的。霓虹灯保护应纯净,纯度不低于99.99%

(2)彻底清除焊件和焊丝表面的氧化皮、油污等有机物。

(3)对熔池施加良好的气体保护,控制氩气的流量和流速,防止湍流,影响保护效果。

(4) 正确选择焊接工艺参数,增加深熔池的保温时间,可以有效地降低孔隙率。

                  

三、钛板手工钨板氩弧焊焊接试验

钨板氩弧焊是钛及钛合金生产中应用最广泛的一种。在氩气保护冷却下,电弧热量相对集中,电流密度高,热影响区小,焊接质量高。

当钛和钛合金的温度高于500°C至700°C时,容易吸收空气中的气体、氢和氮,严重影响焊接质量。因此,在钛及钛合金的焊接过程中,必须严格保护熔池和高温部分(400℃~650℃以上)的焊接区域。因此,在钛及钛合金的焊接过程中,必须采取特殊的保护措施,即采用喷涂尺寸较大的焊接力矩来扩大气体保护区的面积。当喷嘴不足以保护焊缝和靠近焊缝区域的高温金属时,需要一个充氩的保护阻力盖。焊缝和近缝区域的颜色是保护效果的标准翼。银白色表示最佳的保护效果,黄色表示轻微氧化,这是一般允许的。

考虑到项目的实用性和高效性,我们首先准备了一个简单的拖罩。氩气从进风口进入分配管,通过分配管孔直接进入保护区。有了这种拖盖,焊接保护效果不是很好,焊道是深蓝色的。根据分析,气流直接从配水管进入保护区。气流不是很均匀光滑,使高温焊道保护氧化性不好..因此,我们进一步改进了阻力罩的结构。氩气从进气口进入分配管后,会通过阻力盖顶部向下流动。通过多孔板,多孔板主要起到气体筛分和分配的作用,使氩气流动更加稳定,焊接保护效果更好,焊缝为银或河黄色。拖盖长充L为40~100mm材质为黄铜..钛及钛合金氩弧焊时,还应注意焊缝北侧的保护。考虑到焊接变形,采用开槽固定铜板进行氩填充保护。为了充分保护焊道背面,我们在槽中加入多孔铜管,使氩气通过铜管孔均匀地进入保护区,具有良好的保护效果。焊道的背面是银白色的。手工钨板氩弧焊接工艺及参数的选择。

(1)焊前准备

焊件和焊丝的表面质量对焊接接头的力学性能有很大影响,必须严格清洗。铁板和钛丝可采用机械和化学方法清洗..1)用细砂纸或不锈钢丝刷擦拭低质量要求或难酸洗对焊件的机械清洗,但最好用硬质合金黄刮钛板去除氧化膜。2)化学清洗。试件和焊丝在焊接前可进行酸洗,酸洗液可与HF5%HNO335%的水熔液一起使用。酸洗后用清水冲洗,干燥后立即焊接。或用丙酮、乙醇、四氯化碳、甲醇等擦拭钛板槽及其两侧(各50毫米以内)、线表面、工作夹具和钛板接触部件。

(2)焊接设备的选择

对于钛和钛合金金属钨板的TIG焊,应选择具有下降外部特性和高频电弧打击的直流TIG焊接电源,并且气体输送的延迟时间不应小于15秒,以避免焊接的氧化和污染。

(3)焊接材料的选择

氩的纯度应不低于99.99%,露点低于-40°C,杂质的总质量分数为0.001%。当氩气瓶内压力降至0.981mpa时,应停止使用,以免影响焊接接头质量。原则上应选用与基本金属成分相同的钛丝..有时,为了保持较高的焊缝金属塑性,可以选择强度低于母材的焊丝。

(4) 槽型选择原则

尽量减少焊接层和焊接金属的数量。随着焊接层数的增加,焊缝的累积吸力位置增加,从而影响焊接接头的性能。由于钛及钛合金焊接时熔池较大,试件上设有一个70-80°的V形槽。

(5)试件组对及定位焊

为减少焊接变形,在焊接前进行定位焊接,一般定位焊接间距为100~150mm,长度为10~15mm..定位焊用的焊丝、焊接工艺参数和气体保护条件应与焊接接头用的相同。间隙0~2mm,钝边0~1.0mm。

(6)焊接参数选择

通过比较不同工艺条件下焊接接头的性能,找出更适合的焊接工艺规范。

工艺(1),焊接电流为150A,170A,180A,根据此参数焊接,焊接接头表面,呈现深蓝色,金色,说明接头氧化较严重,不符合技术要求,此工艺不可取..

过程(2)中,焊接电流相对减小为120a、150A、160A,按此参数焊接时,焊缝表面呈金紫色、暗黄色,X射线探伤无缺陷,但力学性能弯曲试验不合格,说明焊接接头的塑性明显降低,不符合技术要求。这个过程也是不可取的。

工艺(3),焊接电流为95A,115A,120A,根据该参数焊接,焊缝表面为银白色,淡黄色,X射线探伤无缺陷,但力学性能弯曲试验合格,抗拉强度也符合要求,焊口性能满足技术要求,此工艺较为适宜..钛及钛合金焊接时存在粗晶倾向,直接影响焊接接头的力学性能。因此,焊接工艺参数的选择不仅要考虑焊缝金属的氧化和气孔的形成,还要考虑晶粒粗化的因素,因此应尽可能采用较小的焊接热输入,工艺(1),(2),因为焊接规格较大

接头的氧化比工艺(3)更严重。显微金相实验结果表明,接头晶粒的粗化程度比工艺(3)严重。因此,焊接接头的力学性能较差。

气体流量的选择是基于良好的保护效果,过大的流量不易形成稳定的层流,并增加焊缝的冷却速度,使焊缝表面层上有较多的α相,甚至引起微裂纹..当拖曳罩内氩气流量不足时,焊缝表现出不同的氧化颜色,而当流量过大时,会干扰主喷嘴的气流。焊缝背面的氩气流量不应太大,否则会影响前一层焊缝的气体保护效果。

(7) 钛及钛合金手工TIG焊操作要点

1)在手工氩弧焊中,焊丝与焊料之间的最小夹角应尽可能保持(10-15°)。焊丝应沿熔池前端平稳均匀地送入熔池,焊丝端部不得移出氩保护区。

2)焊接时,焊枪基本不做横向摆动,需要摆动时,频率要低,摆动幅度也不宜过大,以防影响氩气保护..

3) 在断弧和收尾时,继续进行氩保护,直到热影响区的焊缝和金属冷却到350℃以下,然后取出焊枪。

(8)质量检验

1)外观检查符合GB/T13149-91。

2) 深部放射损伤符合jb4730-94。

3)力学性能试验符合GB/T13149-91。

四、结论

1.钛及钛合金焊接的气体保护是影响焊接接头质量的首要因素..

2。钛及钛合金焊接时,应尽量采用小的热输入。

3.采用TA2手工钨氩弧焊,应严格控制氢气来源,防止出现冷裂,同时应注意防止气孔的产生..

4.只要严格按照焊接工艺要求进行焊接,并采取有效的气体保护措施,就能获得高质量的焊接接头。

           


本文网址:http://www.taishebei.cn/news/510.html

相关标签:钛合金设备

最近浏览:

Copyright © http://www.taishebei.cn/ 山东亿龙有色金属设备有限公司 专业从事于 钛合金设备,锆设备,哈氏合金设备, 欢迎来电咨询!
鲁ICP备09001141号   Powered by 祥云平台  技术支持: 大宇网络

热推产品  |  主营区域: 四川 陕西 山东 广西 江苏 新疆 广东 北京 重庆 河北