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鈦合金氬弧焊焊接工藝

2024-11-15

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鈦是一種非磁性材料，具有密度小（4.5g/cm3）、強(qiáng)度高（比鐵約高1 倍）、較好的高溫強(qiáng)度和低溫韌性以及良好的耐腐蝕性等特點(diǎn)。鈦在885℃以下時(shí)，具有密集六方晶格稱(chēng)為α 鈦。在885℃產(chǎn)生同素異晶轉(zhuǎn)變，晶格變?yōu)轶w心立方晶格稱(chēng)為β 鈦。鈦長(zhǎng)時(shí)間在高溫停留，晶粒容易長(zhǎng)大，快速冷卻時(shí)，容易生成不穩(wěn)定的針狀α 鈦組織稱(chēng)為“鈦馬氏體”，其強(qiáng)度較高，塑性較低。

 

鈦加入合金元素后可改善加工性能和力學(xué)性能，常加的合金元素有Al、V、Mn、Cr、Mo 等，按照成分和在室溫時(shí)的組織不同，鈦和鈦合金可分為（見(jiàn)下表）：

 

工業(yè)純鈦、α和近α型鈦合金

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α+β型鈦合金

 
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β和近β型鈦合金

 
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1 特點(diǎn)及應(yīng)用

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2 鈦及鈦合金鎢極氬弧焊的焊接工藝

 

⑴局部保護(hù) 鈦及鈦合金焊接時(shí)，不僅要保護(hù)焊縫區(qū)和熔池區(qū)，并且對(duì)加熱溫度超過(guò)400℃的熱影響區(qū)和焊縫背面也要進(jìn)行保護(hù)，常用的局部保護(hù)方法見(jiàn)圖12。保護(hù)效果以焊縫及熱影響區(qū)表面顏色為標(biāo)志見(jiàn)表61。

表61

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⑵接頭形式 鈦及鈦合金的接頭形式及坡口尺寸見(jiàn)表62。

 

⑶焊絲 焊絲牌號(hào)有TA 和TC 兩大系列，通常采用同質(zhì)材料，為改善接頭塑性，可用比母材合金化程度稍低的焊絲，例如焊接TC4 時(shí)可以用TC3 焊絲。

 

⑷焊接工藝參數(shù) 鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊和自動(dòng)鎢極氬弧焊的焊接工藝參數(shù)，分別見(jiàn)表63、表64。

表63 鈦和鈦合金手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)

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表64 鈦和鈦合金自動(dòng)鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)

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3 預(yù)防焊接缺陷，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的措施 

 

1）加強(qiáng)焊前對(duì)工件及焊材的清理（特別是對(duì)接接頭坡口端面處的表面），減少氧、氮?dú)涞膩?lái)源。 

 

2）采用高純度保護(hù)氬氣（Aｒ≥99.99%）。 

 

3）焊接時(shí)焊槍要帶拖罩，且對(duì)溫度超過(guò)400℃區(qū)域的焊道正、背都要嚴(yán)加保護(hù)，防止氧、氮、氫的侵入 

 

4）選擇適當(dāng)?shù)暮附泳€(xiàn)能量，既要防止線(xiàn)能量大造成接頭過(guò)熱，也要避免熱輸入過(guò)小，相變時(shí)產(chǎn)生較多的脆性相，還要使熔池保護(hù)足夠的時(shí)間，有利于氫氣的逸出。 

 

5）采用適當(dāng)?shù)膴A具、壓板，同時(shí)選擇合理的焊接順序，以防止和減少變形。 

 

6）加工過(guò)程應(yīng)注意防止鐵離子污染，避免與鐵離子接觸。

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