Ti及合金的焊接---[請(qǐng)教]

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黃河湃

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鈦及鈦合金的焊接

摘要　本文說(shuō)盡闡述了鈦及鈦合金的材料特點(diǎn)及焊接性,、并針對(duì)鈦及鈦合金焊接中易產(chǎn)生氧化,、裂紋、氣孔籌焊接缺陷,，進(jìn)行了焊接性試驗(yàn),。能過(guò)對(duì)鈦及鈦合金焊接工藝規(guī)范的不斷摸索，以及對(duì)試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題的合理分析,，總結(jié)出鈦及鈦合金焊接工藝特點(diǎn)及操作要領(lǐng),。
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9 `3 l+ \5 i4 x! s$ B    一、鈦及鈦的分類及特點(diǎn)
  　國(guó)產(chǎn)工業(yè)純鈦有TA1,、TA2、TA3三種,，其區(qū)別在于含氫氧氮雜質(zhì)的含量不同,，這些雜質(zhì)使工業(yè)純鈦強(qiáng)化，但是塑性顯著降低,。工業(yè)純鈦盡管強(qiáng)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(shí)具有良好的抗腐蝕性能,。所以，這種材料多用于化學(xué)工業(yè),、石油工業(yè)等,，實(shí)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。
2 ^# M; a8 T4 H* u　  α型鈦合金中,，應(yīng)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(qiáng)度可達(dá)到931N/mm2,，而且在高溫下（500℃以下）性能穩(wěn)定,，可焊性良好。
  F3 K, L0 g# U4 {$ A9 K 　β型鈦合金在我國(guó)的應(yīng)用量較少，其使用范圍有待進(jìn)一步擴(kuò)大,。

  ]. b, B; w' i2 E$ e# F    二,、鈦及鈦合金的焊接性
  　鈦及鈦合金的焊接性能，具有許多顯著特點(diǎn),，這些焊接特點(diǎn)是由于鈦及鈦合金的物理化學(xué)性能決定的,。
  J# Q5 s7 M' @& G  　1.氣體及雜質(zhì)污染對(duì)焊接性能的影響
0 d) c* i/ {% _7 o, o" r  　在常溫下，鈦及鈦合金是比較穩(wěn)定的,。但試驗(yàn)表時(shí),，在焊接過(guò)程中，液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強(qiáng)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(kāi)始吸收氫,，從400℃開(kāi)始吸收氧,，從600℃開(kāi)始吸收氮，這些氣體被吸收后,，將會(huì)直接引起焊接接頭脆化,，是影響焊接質(zhì)量的極為重要的因素。
( c  Y0 M  D  c" c1 l* m3 H �,。�1）氫是影響氫是氣體雜質(zhì)中對(duì)鈦的機(jī)械性能影響最嚴(yán)重的因素,。焊縫含氫量變化對(duì)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(qiáng)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(duì)強(qiáng)度的提高及塑性的降低的作用不很時(shí)顯。
$ u0 M) H2 G, u   （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(quán)鈦的晶傷口嚴(yán)重扭曲，從而提高鈦及鈦合金的硬度和強(qiáng)度,，使塑性卻顯著降低,。為了保證焊接接應(yīng)的性能,，除了在焊接過(guò)程中嚴(yán)防焊縫及焊按熱影響區(qū)發(fā)主氧化外，同時(shí)還應(yīng)限制基本金屬及焊絲中的含氧量,。
3 P1 e( w  p; ?- @- ^ �,。�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(shí)所引起的晶格歪挪程度,，比是量的氧引起的后果更為嚴(yán)重，因此,，氮對(duì)提高工業(yè)純鈦焊縫的抗拉強(qiáng)度,、硬度，降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著,。
, P5 `7 L" K! o �,。�4）碳的影響 碳也是鈦及鈦合金中常見(jiàn)的雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)表明,，當(dāng)碳含量為0.13%時(shí),，碳因深在α鈦中，焊縫強(qiáng)度極限有些提高,，塑性有些下降,，但不及氧氮的作用強(qiáng)烈。但是當(dāng)進(jìn)一步提高焊縫含碳量時(shí),，焊縫卻出現(xiàn)網(wǎng)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(yīng)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(guò)母材含碳量。

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