钛合金氩弧焊焊接工艺

钛是一种非磁性材料，具有密度小（4.5g/cm3）、强度高（比铁约高1 倍）、较好的高温强度和低温韧性以及良好的耐腐蚀性等特点。钛在885℃以下时，具有密集六方晶格称为α 钛。在885℃产生同素异晶转变，晶格变为体心立方晶格称为β 钛。钛长时间在高温停留，晶粒容易长大，快速冷却时，容易生成不稳定的针状α 钛组织称为“钛马氏体”，其强度较高，塑性较低。
钛加入合金元素后可改善加工性能和力学性能，常加的合金元素有Al、V、Mn、Cr、Mo 等，按照成分和在室温时的组织不同，钛和钛合金可分为（见下表）：
工业纯钛、α和近α型钛合金



α+β型钛合金




β和近β型钛合金


1
特点及应用


2钛及钛合金钨极氩弧焊的焊接工艺
⑴局部保护 钛及钛合金焊接时，不仅要保护焊缝区和熔池区，并且对加热温度超过400℃的热影响区和焊缝背面也要进行保护，常用的局部保护方法见图12。保护效果以焊缝及热影响区表面颜色为标志见表61。
表61


⑵接头形式 钛及钛合金的接头形式及坡口尺寸见表62。
⑶焊丝 焊丝牌号有TA 和TC 两大系列，通常采用同质材料，为改善接头塑性，可用比母材合金化程度稍低的焊丝，例如焊接TC4 时可以用TC3 焊丝。
⑷焊接工艺参数 钛及钛合金手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊的焊接工艺参数，分别见表63、表64。
表63 钛和钛合金手工钨极氩弧焊焊接工艺参数


表64 钛和钛合金自动钨极氩弧焊焊接工艺参数


3预防焊接缺陷，获得优质焊接接头的措施
1）加强焊前对工件及焊材的清理（特别是对接接头坡口端面处的表面），减少氧、氮氢的来源。
2）采用高纯度保护氩气（Aｒ≥99.99%）。
3）焊接时焊枪要带拖罩，且对温度超过400℃区域的焊道正、背都要严加保护，防止氧、氮、氢的侵入
4）选择适当的焊接线能量，既要防止线能量大造成接头过热，也要避免热输入过小，相变时产生较多的脆性相，还要使熔池保护足够的时间，有利于氢气的逸出。
5）采用适当的夹具、压板，同时选择合理的焊接顺序，以防止和减少变形。
6）加工过程应注意防止铁离子污染，避免与铁离子接触。
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