Ti及合金的焊接---[請教]

xichubalan

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黃河湃

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  R9 o. G7 K; u8 q& I$ |鈦及鈦合金的焊接
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3 b; J  x# g- t* h3 v/ W6 T  [  t摘要　本文說盡闡述了鈦及鈦合金的材料特點及焊接性、并針對鈦及鈦合金焊接中易產生氧化、裂紋、氣孔籌焊接缺陷，進行了焊接性試驗。能過對鈦及鈦合金焊接工藝規(guī)范的不斷摸索，以及對試驗過程出現(xiàn)的問題的合理分析，總結出鈦及鈦合金焊接工藝特點及操作要領。
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8 K6 y8 k, X% n1 N8 n7 U    一、鈦及鈦的分類及特點
. w+ \  h3 t) c  　國產工業(yè)純鈦有TA1、TA2、TA3三種，其區(qū)別在于含氫氧氮雜質的含量不同，這些雜質使工業(yè)純鈦強化，但是塑性顯著降低。工業(yè)純鈦盡管強度不高，但塑性及韌性優(yōu)良，尤其是具有良好的低溫沖擊韌性；同時具有良好的抗腐蝕性能。所以，這種材料多用于化學工業(yè)、石油工業(yè)等，實際上多用于350℃以下的工作條件。
    根據(jù)鈦合金退火狀態(tài)的室溫組織，可將鈦合金分為三種類型：
    α型鈦合金、(α+β)型鈦合金及β型鈦合金。
　  α型鈦合金中，應用較多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。這種合金室溫下，其強度可達到931N/mm2，而且在高溫下（500℃以下）性能穩(wěn)定，可焊性良好。
　β型鈦合金在我國的應用量較少，其使用范圍有待進一步擴大。

    二、鈦及鈦合金的焊接性
  r$ u  A5 ]: E# ?  　鈦及鈦合金的焊接性能，具有許多顯著特點，這些焊接特點是由于鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。
  　1.氣體及雜質污染對焊接性能的影響
  　在常溫下，鈦及鈦合金是比較穩(wěn)定的。但試驗表時，在焊接過程中，液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用，而且在固態(tài)下，這些氣體已與其發(fā)生作用。隨著溫度的升高，鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升，大約在250℃左右開始吸收氫，從400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，這些氣體被吸收后，將會直接引起焊接接頭脆化，是影響焊接質量的極為重要的因素。
�。�1）氫是影響氫是氣體雜質中對鈦的機械性能影響最嚴重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫沖擊性能影響最為顯著，其主要原因是隨縫含氫彈量增加，焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強度很低，故片狀或針狀衛(wèi)HiH2的作用例以缺口，合沖擊性能顯著降低；焊縫含氫量變化對強度的提高及塑性的降低的作用不很時顯。
   （2）氧的影響 氧在鈦的α相和β想中都有有較高的熔解度，并能形成間隙固深相，使用權鈦的晶傷口嚴重扭曲，從而提高鈦及鈦合金的硬度和強度，使塑性卻顯著降低。為了保證焊接接應的性能，除了在焊接過程中嚴防焊縫及焊按熱影響區(qū)發(fā)主氧化外，同時還應限制基本金屬及焊絲中的含氧量。
�。�3）氮的影響在700℃以上的高溫下，氮和鈦發(fā)生劇作用，形成脆硬的氮化鈦（riN）而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度，比是量的氧引起的后果更為嚴重，因此，氮對提高工業(yè)純鈦焊縫的抗拉強度、硬度，降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。
　（4）碳的影響 碳也是鈦及鈦合金中常見的雜質，實驗表明，當碳含量為0.13%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(xiàn)網狀TiC，其數(shù)量隨碳含量增高而增多，使焊縫塑性急劇下降，在焊接應力作用下易出現(xiàn)裂紋。因此，鈦及鈦合金母材的含碳量不大于0.1%，焊縫含碳量不超過母材含碳量。
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