徐汇钛合金焊接技术要求

来源：波宾电子束技术(常州)有限公司 时间：2024-05-16 02:41:43 [举报]

焊缝和热影响区表面颜色
1、焊缝区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄色（二、三级焊缝允许）；金紫色（三级焊缝允许）；深兰色（一、二、三级焊缝均不允许）。

2、热影响区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄、金紫色（二、三级焊缝允许）；深兰色（三级焊缝允许）。

操作要领
1、手工氩弧焊时，焊丝与焊件间应尽量保持小的夹角（10~15°）。焊丝沿着熔池前端平稳、均匀的送入熔池，不得将焊丝端部移出氩气保护区。

2、焊接时，焊枪基本不作横向摆动，当需要摆动时，频率要低，摆动幅度也不宜太大，以防止影响氩气的保护。

3、断弧及焊缝收尾时，要继续通氩气保护，直到焊缝及热影响区金属冷却到350℃以下时方可移开焊枪。

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。

在高温下和空气中氧的亲和力非常强，在 200℃ 以上的区域采用惰性气体保护，以避免氧化。钛的弹性模量仅为碳钢的一半，在同样的焊接应力下，钛的焊接变形量会比碳钢大 1 倍。因此焊接钛时，一般应用垫板及压板压紧工件，以减小焊接变形量。

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。

常用纯钨极和铈钨极。纯钨中含氧化铈 (杂质质量分数不大于0.1% ) 的电极为铈钨极。铈钨电极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，性能优于纯钨极，是目前普遍采用的钨极。

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。

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