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廣州烽火焊機(jī)上海公司鈦及鈦合金的焊接

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        鈦是一種活性金屬,常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持高的穩(wěn)定性和耐蝕性,540攝氏度以上生成的氧化膜則不致密,高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度較快,鈦在300攝氏度以上快速吸氫,600攝氏度以上快速吸氧,700攝氏度以上快速吸氮,在空氣中鈦的氧化過程很容易進(jìn)行。
         工業(yè)純鈦薄板在空氣中加熱至650~1000攝氏度,溫度越高,時間越長,彎曲塑性下降越多,焊接時剛凝固的焊縫金屬和高溫近縫區(qū),如果不能受到有效的保護(hù),必然引起塑性下降;液態(tài)的熔池和熔滴若得不到有效保護(hù),則更容易受到空氣等雜質(zhì)沾污,脆化程度更嚴(yán)重。

        由于鈦及鈦合金的特殊性,因此焊接過程中存在以下困難。
         1).氧和氮的影響
         氧和氮間隙固熔于鈦中,使鈦晶格畸變,變形抗力增加,強(qiáng)度和硬度增加,塑性和韌性卻降低,焊縫中含焊氧、氮是不利的,應(yīng)設(shè)法避免。
         2).氫的影響
         氫的增加會使鈦的焊縫金屬沖擊韌性急劇下降,而塑性下降少許,氫化物會引起接頭的脆性。
         3).碳的影響
         常溫下,碳以間隙形式固溶于鈦中,使強(qiáng)度增加,塑性下降,但不如氧、氮明顯,碳量超過溶解度時生成硬而脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,易產(chǎn)生裂紋,國標(biāo)規(guī)定鈦其鈦合金中碳含量不得超過0.1%,焊接時,工件及焊絲的油污能增加碳含量,因此焊接時需清理干凈。
         4).金屬間化合物引起脆化
         鈦只能與很少幾種稀有金屬如Zr、Hf、Nb、Ta、V等無限固溶,易于實(shí)際直接焊接,而鈦與常用金屬(如:鐵、鈷、鎳、銅、鋁)都會發(fā)生成多種金屬間化合物,而金屬間化合物晶體存在共價鍵,且晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對稱性差,滑移系少,位錯運(yùn)動困難,因此大多金屬間化合物具有脆性,從而引起焊縫脆化,使焊接帶來極大的困難。
         5).焊接相變化引起性能變化
         由于鈦的熔點(diǎn)高,比熱及熱導(dǎo)系數(shù)小,冷卻速度慢,焊新熱影響區(qū)在高溫下停留時間長,使高溫晶粒極易過熱粗化,接頭塑性降低。
         6).裂紋
         由于鈦及鈦合金中S、P、C等雜質(zhì)很少,低熔點(diǎn)共晶很難在晶界出現(xiàn),有效結(jié)晶溫度區(qū)間窄,加之焊縫凝固時收縮量小,因此很少出現(xiàn)焊接熱裂紋。
         焊接時保護(hù)不良時,會出現(xiàn)熱應(yīng)力裂紋和冷裂紋;另焊接時熔池和低溫區(qū)母材中的氫向熱影響區(qū)擴(kuò)散,會引起延遲裂紋;加強(qiáng)焊接保護(hù),防止有害雜質(zhì)沾污和焊前預(yù)熱,焊后緩冷可以減少甚至消除熱應(yīng)力裂紋和冷裂紋。
         7).氣孔
         氣孔是鈦及鈦合金焊接時最常見的焊接缺陷,分焊縫中部氣孔和熔合線氣孔兩種。氣孔的存在將大幅降低接頭的疲勞強(qiáng)度, 焊絲和工件表面清潔度則是引起氣孔的主要原因。

        鈦及鈦合金的焊接工藝
         1).數(shù)字化脈沖熔化極氣體焊護(hù)焊(脈沖MIG焊機(jī))
         采用德國EWM數(shù)字化脈沖熔化極氣體保護(hù)焊,此焊機(jī)具有較大且集中的熱功率,用于中厚板的焊接,可減少焊接層數(shù),提高焊接速度和生產(chǎn)率,降低成本,另外氣孔也比鎢極氬弧焊少。焊絲需用氣保焊專用的ERTi-1、ERTi-2、ERTi-3、ERTi-4、ERTi-6-Al;短路過渡適合較薄件焊接,噴射過渡則適合較厚件焊接,由于脈沖熔化極焊接時填絲較多,故焊接坡口角度較大,厚15~25mm一般選用90度單面V形坡口或不開坡口,留1~2mm間隙兩面各焊一道,另外可用拖罩加強(qiáng)焊接時的保護(hù)。

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