東莞市康鼎金屬科技有限公司
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鈦合金是一種化學性質(zhì)非?；顫姷慕饘?，在高溫下對氧、氫和氮等氣體具有極大的親和力，特別是在鈦焊接過程中，這種能力伴隨著焊接溫度的升高更為強烈。實踐證明，焊接時如果對鈦合金與氧、氫和氮等氣體的吸收和溶解不加以控制，無疑會給鈦合金焊接接頭的施焊過程帶來了極大的困難。
鈦及鈦合金常用的焊接方式有：氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊等。 3毫米以下厚度用鎢極氬弧焊，3毫米以上用熔化極氬弧焊。氬氣純度不低于99.99﹪，嚴格控制氬氣中空氣和水蒸氣的含量。 焊前進行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面處理。 由于鈦及鈦合金的化學活性大，易被氧氣、氮氣、氫氣污染，所以不能采用焊條電弧焊、氧乙炔（或氧丙烷等）氣焊、C02焊、原子氫焊等方式焊接。
鈦的焊接性
氣孔的產(chǎn)生
鈦及鈦合金焊接時見的缺陷是氣孔，主要產(chǎn)生在熔合線附近。氫是形成氣孔的重要原因，在焊接時由于鈦吸收氫的能力很強，而隨著溫度的下降氫的溶解度顯著下降，所以溶解于液態(tài)金屬中的氫往往來不及逸出形成氣孔。
接頭脆化問題
在常溫下，鈦與氧反應生成致密的氧化膜，從而使其具有高的化學穩(wěn)定性與耐腐蝕性。在施焊過程中，焊接溫度高達5000～10000℃，鈦及其合金與氧、氫和氮發(fā)生快速反應。據(jù)試驗，鈦合金在施焊過程中，溫度在300℃以上時能快速吸氫，450℃以上時能快速吸氧，600℃以上時能快速吸氮。而當熔池中侵入這些有害氣體后，焊接接頭的塑性和韌性都會發(fā)生明顯的變化，特別是在882℃以上，接頭晶粒嚴重粗大化，冷卻時形成馬氏體組織，使接頭強度、硬度、塑性和韌性下降，過熱傾向嚴重，接頭嚴重脆化。因此，在進行鈦合金焊接時，對熔池、熔滴及高溫區(qū)，不管是正面還是反面都應進行全面可靠的氣體保護。這是保證鈦及其合金焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。 延遲裂紋的產(chǎn)生 在焊后一段時間內(nèi)，鈦及其合金的近縫區(qū)很容易產(chǎn)生裂紋，這是由氫從高溫熔池向低溫熱影響區(qū)的擴散引起的。隨著氫含量的增加，析出的鈦氫化合物增加，熱影響區(qū)脆性增大，再加上析出的氫化物體積膨脹時產(chǎn)生的組織應力，導致裂紋的產(chǎn)生。
焊接工藝選擇
1、焊前準備
焊件和鈦焊絲表面質(zhì)量對焊接接頭的力學性能有很大影響因此必須嚴格清理。鐵板及鈦焊絲可采用機械清理及化學清理兩種方法。
1.1機械清理對焊按質(zhì)量要求不高或酸洗有困難的焊件，可用細砂紙或不銹鋼絲刷擦拭，但是用硬質(zhì)合金黃色刮削鈦板，去除氧化膜。
1.2化學清理。焊前可先對試件及焊絲進行酸洗，酸洗液可用HF5%+HNO335%的水熔液。酸洗后用凈水沖洗，烘干后立即施焊?；蛘哂帽⒁掖?、、甲醇等擦拭鈦板坡口及其兩側(cè)（各50mm內(nèi)）、焊絲表面、工夾具與鈦板接觸的部分。
2、焊接設(shè)備的選擇 鈦及鈦合金金鎢板氬弧焊應選用具有下降外特性、高頻引弧的直流氬弧焊電源，且延遲遞氣時間不少于15秒，避免焊遭受到氧化、污染。
3、焊接材料的選擇 氬氣純度應不低于99.99%，露點在-40℃以下，雜質(zhì)總的質(zhì)量分數(shù)<0.001%。當氬氣瓶中的壓力降至0.981MPa時，應停止使用，以防止影響焊接接頭質(zhì)量。原則上應選擇與基本金屬成分相同的鈦絲，有時為了握高焊縫金屬塑性，也可選用強度比基本金屬稍低的焊絲。
4、氣體保護及焊接溫度 鈦管接頭在焊接是地，為了防止焊接接頭在高溫下被有害氣體及元素污染，必須對焊區(qū)及焊縫進行必要的焊接保護與溫度控制，其溫度應在250℃以下。保護與溫度控制的主要方法：一是對表面焊縫加保護氣體拖罩；二是將被焊接頭管內(nèi)充滿保護氣體。保護氣采用氬氣，其純度應≥99.99%。保護氣體的流量應滿足焊接技術(shù)要求
5、焊接參數(shù)的選擇
5.1 鈦合金焊絲。填充焊絲的牌號應根據(jù)母材來選擇，一般采用與母材同質(zhì)的原則，有時為了提高接頭的塑性，也可以選擇比母材合金化程度稍低的焊絲。焊絲直徑應根據(jù)母材厚度來選擇（見表2） 表 2
5.2 鎢極。選用鈰鎢極，其直徑根據(jù)鈦合金管壁厚選擇，一般在1.0～3.0mm，鎢部應磨成30～45度錐形。
6、坡口形式的選擇 原則盡量減少焊接層數(shù)和焊接金屬。隨著焊接層數(shù)的增多，焊縫累計吸氣置增加，以至影響焊接接頭性能，又由于鈦及鈦合金焊接時焊接熔池尺寸較大，因此試件開單V型70~80°坡口。
7、試件組對及定位焊 為了減少焊接變形，焊前進行定位焊，一般定位焊間距為100~150mm，長度為10~15 mm。定位焊所用的焊絲、焊接工藝參數(shù)及氣體保護條件應與焊接接頭焊接時相同。間隙0~2mm，鈍邊0~1.0mm。
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