丽水钛合金焊接工艺参数

来源：波宾电子束技术(常州)有限公司 时间：2024-05-19 06:22:16 [举报]

焊接参数的选择

1 钛合金焊丝。填充焊丝的牌号应根据母材来选择，一般采用与母材同质的原则，有时为了提高接头的塑性，也可以选择比母材合金化程度稍低的焊丝。焊丝直径应根据母材厚度来选择，

2 钨极。好选用铈钨极，其直径根据钛合金管壁厚选择，一般在1.0～3.0mm，钨极端部应磨成30～45度锥形。

钛表面生成氧化膜的颜色与生产温度有关。在 200℃ 以下为银白色、300℃时为淡黄色400℃时为金黄色、500℃和 600℃时为蓝色和紫色，700 ~900℃ 为深浅不同的灰色。可根据表面生成氧化膜的颜色来判断焊接过程未保护区的温度。

有两种同素异构的晶体结构，882℃以上到熔点为体心立方晶格，叫β钛，882℃以下为密排六方晶格，叫α 。容器用钛中含 β 稳定元素很少，都是 α铁合金。这些钛在焊接高温下，焊缝及部分热影响区为 β晶格，有晶粒急剧长大的倾向。钛又具有熔点高、比热容大、热导率低等特性，因此焊接时高温停留时间较长约为钢的3~4倍，高温热影响区较宽，使焊缝和高温热影响区的 β 晶粒长大明显，会使焊接接头的塑性下降较多，因而钛焊接时，通常应采用较小的焊接热输入和较快的冷却速度以减少高温停留时间，减少晶粒长大的程度，缩小高温热影响区，减少塑性下降的影响。

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。

铁及钛合金焊接时一般采用氩气作为保护气体，氩气纯度 (体积分数应不低于 99.99%，其中其他气体成分的体积分数分别为氧低于 0.002%、氮低于0.005%，氢低于0.002%，水分低于0.001mg/L。气瓶压力不得低于0.5MPa。使用时要将保护气系统如输气软管、焊矩、拖罩中的空气置换干净。保护气也可以用氦气或氩氦混合气。

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。

钛及钛合金是一种具有密度小、强度高、耐热性好、韧性高等系列性能的工程结构材料。相关资料表明，钛及钛合金在航空航天工业中的应用占到了钛材总产量的70%左右。目前的飞机、发动机的压气机盘、压气机叶片、风扇叶片以及机匣等均由钛合金制造。而钛合金在飞机及其发动机等方面的应用不可避免的需要使用焊接手段进行连接，因此，钛合金的焊接工艺对扩大钛合金的应用范围具有重要作用。

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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