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钛管接頭焊接時焊縫處理介紹

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钛管接頭焊接時焊縫處理介紹

發布日期:2016-12-30 作者: 點擊:

常溫下,钛及钛合金是比較穩定的,钛及钛合金作為結構材料有許多優點,如比重小、抗拉強度和屈服強度高,在300~500℃下仍具有足夠高的強度,在海水及大多數酸堿鹽的介質中均具有優良的抗腐蝕性能,在航空、化工、核工業上日益獲得廣泛的應用。但随着溫度的上升,钛及其合金吸收氫氣、氧氣和氮氣的能力逐漸上升。钛從250 ℃開始吸氫,從400 ℃開始吸氧,從600 ℃開始吸氮。由于钛合金同O2N2 H2 的親和力高,接頭中含有這些氣體時會使接頭變脆,降低钛合金焊接接頭的沖擊性能、塑性和韌性。钛合金中含有氫時會在熱影響區産生延遲裂紋。而當焊縫中含氧、氮量較高時,焊縫或熱影響區在較大的焊接應力作用下也會出現裂紋,該裂紋也屬于延遲裂紋。因此惰性氣體( 或真空室) 保護是非常必要的。由于使用真空室本錢較高,所以一般使用惰性氣體保護的方法。保護氣體主要有氦氣和氩氣,由于氦氣價格高于氩氣,一般來說,對不是特殊要求的钛合金的焊接接頭和熱影響區,使用高純氩氣進行保護就可以防止氧化。

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自動噴油機商家了解到钛焊接接頭中氣孔的産生主要受焊接前的清潔程度和焊接接頭的預備以及焊接時間是非的影響,同時還有其他一些因素。盡管表面不清潔導緻的吸氫是弧焊接頭氣孔産生的主要原因,但其他因素如氧氣、氮氣、二氧化碳以及用作保護的惰性氣體均有可能導緻氣孔的産生。同鋁的氧化物一樣,钛的氧化物具有吸濕性,很輕易從環境大氣中吸收濕氣。钛部件同含水( 或含水汽) 的接頭進行焊接時就會有氣态的氫溶解到接頭中,随後在凝固時形成小孔。減少钛焊接接頭中氣孔的措檀越要有:

(1) 钛部件和焊料要幹燥。

(2) 預備好的焊料建議在48h 内使用完。

(3) 待焊钛部件的部位與焊料進行往油脂與清洗,然後進行酸洗。

(4) 使用高純氩氣或氦氣進行保護。焊材的選擇一般是要求焊材的成分與被焊钛材相匹配,但為了改善接頭性能,有時也可選用屈服強度低于母材的焊接材料。在AWS A5.16中規定有工業純钛焊絲的成分與性能,國标中規定的焊絲成分與性能同AWS一緻。在确保嚴格清理幹淨待焊區域及保護氣良好的情況下,采用如表3規範進行焊接,焊材選用與母材等成分的TA2AWS ERTi-2)焊絲,層間溫度控制≤100℃,層間清理幹淨焊縫表面。焊縫保護效果判斷:銀白色為保護最好;淺黃色為輕微氧化;藍色表示氧化嚴重;灰色則為極差,按不合格處理。

钛管焊縫缺陷是由于钛管焊接時,因氩弧焊槍形成的氩氣氣體維護層隻能維護好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對已凝固而處于高溫狀态附近的焊縫及其附近區域則無保護作用,而處于這種狀态的钛管焊縫及其附近的區域仍有很強的吸收空氣中的氮及氧的能力。從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,而空氣種含有大量氮和氧。随氧化水平逐步加重,钛管焊縫顔色發生變化及焊縫塑性下降的規律。銀白色(無氧化)金黃色(TiO,大約在250℃左右钛開始吸收氫。輕微氧化)藍色(Ti2O3氧化稍為嚴重)灰色(TiO2)氧化嚴重。

1.氫是影響。其主要原因是随縫含氫彈量增加,氫是氣體雜質中對钛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。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HiH2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.碳的影響。钛及钛合金是比較穩定的但在焊接過程中,常溫下。液态熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固态下,這些氣體已與其發生作用。随着溫度的升高,钛及钛合金吸收氫、氧、氮的能力也随之明顯上升,大約在250℃左右钛開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收後,将會直接引起焊接接頭脆化,影響焊接質量的極為重要的因素。

3.氧的影響。焊縫的硬度和抗拉強度明顯增加,焊縫含氧量基本上是随氩氣中含氧量增加而直線上升的随焊縫含氧量上升。而塑性卻顯著降低。為了保證焊接接頭的性能,焊接過程中應嚴防焊縫及焊接熱影響區發氧化。

4.氮的影響。氮和钛闆發生劇作用,700℃以上的高溫下。形成脆硬的氮化钛(TiN而且氮與钛形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度,比等量的氧引起的後果更為嚴重,因此,氮對提高工業純钛焊縫的抗拉強度、硬度,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。當焊縫含氮量在0.13%以上是焊縫由于過脆而産生裂紋。

 


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