镇江从事钛合金焊接技术要求
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由于钛的化学活性大,在焊接热循环的作用下,焊接熔池及350℃的焊缝金属和热影响区极易与空气中的氢、氧、氮及焊件、焊丝上的油污、水分等发生反应。钛在 300℃以上快速吸氢,600℃ 以上快速吸氧,700℃ 以上快速吸氮,含碳量较多时,会出现网状 TiC 脆性相。以上情况使钛及钛合金焊接接头塑性、韧性急剧降低导致焊接接头的性能变坏。
钛中硫、磷、碳等能在晶界与钛形成低熔点共晶的杂质含量很少,有效结晶温度区间窄,焊缝凝固时收缩量小,因而一般不会产生焊缝的热裂纹。钛焊缝的裂纹属于氢致冷裂纹。铁常温下在钛中溶解的质量分数仅为 0.05%~0.10%,因而钛与钢不能直接熔焊。
钛及钛合金焊接时主要采用的焊接方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊等,对于不承受载荷的密封结构的焊接可采用钎焊,也可以用爆炸焊来进行钛与钢复合板的复合焊接。
钛及钛合金焊接时,焊枪喷嘴保护熔池,拖罩保护冷却中的焊接接头的正面,垫板保护焊接接头的背面。钛及钛合金焊接所用的焊枪与焊接铝、不锈钢的焊枪不同,常用大直径喷嘴,手工焊时,喷嘴直径为14 ~20mm,自动焊时为16 ~22mm。拖罩能保护温度在400℃以上的焊缝和热影响区,拖罩的形状和尺寸应随焊件厚度、冷却方式、焊接电流、焊缝形状等因素而定。拖罩应贴在焊接区随焊枪一起移动。焊缝背面可用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气,铜垫板中也可吹送保护气,或用拖罩贴在焊缝区背面随着焊接一起移动。
电子束焊目前越来越多地应用到钛合金的焊接中。电子束焊是利用汇聚的高速电子轰击工件接缝处所产生的热能,使其加热、熔化、冷却结晶,形成焊缝的一种新型焊接技术。真空电子束焊。由于焊接过程是在真空环境中进行,杜绝了空气对焊接缠绕的影响,所以焊缝的保护效果很好。可完全防止大气污染,易获得质量非真空环境下的焊缝。真空电子束焊焊接钛及钛合金具有特的优势,表现为焊接冶金质量好焊缝窄,焊缝及热影响区晶粒细小,接头性能好焊接快。电子束焊后产生的品粒大多是较均匀的等轴晶,焊接接头有较高的温度。由于真空电子束焊焊接需要真空室,所以一般不适合于室外焊接以及大尺寸工件焊接,而且焊缝易出现气孔,不适合于大批量生产。
激光焊能焊接高熔点、难熔、难焊的金属,自动化和柔性化程度高,一般情况下不需要真空工作室。激光焊接具有熔池净化效应,能纯净焊缝金属,焊接的机械性能相当于或优于母材。基于激光焊接具有的诸多优势,它是二十一世纪的制造技术之一,受到的重视,广泛地应用于航空航天、汽车制造、电子轻工业等领域。我国的激光焊接处于世界水平,并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中,具有广泛的应用前景。