钛和钢焊接(钛钢焊接方法)

海潮机械 2023-02-10 13:43 编辑:admin 148阅读

一、钛和钢焊接

钦及钛合金的焊接性与其物理化学性能密切相关,关键的问题是:高温时钛的高活性易受空气污染,加热时晶粒长大倾向严重,焊接接头冷却时可能形成脆性相。钛的熔点高达1 668T± 10T,比焊接钢需要多的能量。钦的化学性活泼,与O和H作用比钢容易得多,在600T以上就急剧化合。

1000℃就大量吸收H和0,溶H能力比钢大几万倍,进而生成氢化钛,使韧性急剧下降。气体杂质增大了冷裂纹和延迟裂纹的倾向,增大缺口敏感性。因此焊接用氩气纯度应不低99。 99%,湿度应不高于0。039%,焊丝的含氢量应在0。 002%以下。钛的传热系数是钢的1/2,温度再高,晶粒则急剧跳跃式长大,性能明显恶化,所以要严格控制温度,特别要控制焊接热循环中的高温停留时间。

焊接钛时没有热裂纹及晶间裂纹问题,但存在气孔问题,尤其是焊a+P合金。增加多层焊中的焊道量或增加热输入都使气孔量增加。选择焊接方法主要看焊接区和接头冷却时保护措施的可靠程度。一般焊接钛合金要保证焊缝金属高温停留时间最短和冷却速度最大的焊接工艺。

已经使用过的熔焊方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、埋弧焊、电渣焊、电子束焊和等离子焊。就氩弧焊而言,气体保护比焊钢时的要求高多了,主要在氩的纯度、流量和增加保护拖罩上。其他焊接方法可以举一反三。

二、钛钢焊接方法

钛和钛合金与不锈钢焊接采用的方法有:爆炸焊、摩擦焊、钎焊、闪光对焊、扩散焊。

爆炸焊连接钛/钢的接头强度较高,实现了接头的“等强度性”,目前已应用于实际生产中。但是界面处形成TiFe、TiFe2以及TiC等脆性相,削弱了接头的塑性,而且接头的热稳定性较差,焊接变形大,不适合用来焊接引带。

三、钛钢焊接容易产生延迟裂纹

工业纯钛有TA1、TA2、TA3三种,其区别在于含氢氧氮杂质的含量不同,这些杂质使工业纯钛强化,但是塑性显著降低。工业纯钛尽管强度不高,但塑性及韧性优良,尤其是具有良好的低温冲击韧性;同时具有良好的抗腐蚀性能。所以,这种材料多用于化学工业、石油工业等,实际上多用于350℃以下的工作条件。

根据钛合金退火状态的室温组织,可将钛合金分为三种类型:

α型钛合金、(α+β)型钛合金及β型钛合金。

α型钛合金中,应用较多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。这种合金室温下,其强度可达到931N/mm2,而且在高温下(500℃以下)性能稳定,可焊性良好。

β型钛合金在中国的应用量较少,其使用范围有待进一步扩大。

钛及钛合金的焊接性

钛及钛合金的焊接性能,具有许多显著特点,这些焊接特点是由于钛及钛合金的物理化学性能决定的。

1 气体及杂质污染对焊接性能的影响

在常温下,钛及钛合金是比较稳定的。但试验表时,在焊接过程中,液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用,而且在固态下,这些气体已与其发生作用。随着温度的升高,钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升,大约在250℃左右开始吸收氢,从400℃开始吸收氧,从600℃开始吸收氮,这些气体被吸收后,将会直接引起焊接接头脆化,是影响焊接质量的极为重要的因素。

1.1 氢的影响

氢是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。

焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显著,其主要原因是随缝含氢弹量增加,焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。TiH2强度很低,故片状或针状卫HiH2的作用例以缺口,合冲击性能显著降低;焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很时显。

1.2 氧的影响

氧在钛的α相和β想中都有有较高的熔解度,并能形成间隙固深相,使用权钛的晶伤口严重扭曲,从而提高钛及钛合金的硬度和强度,使塑性却显著降低。为了保证焊接接应的性能,除了在焊接过程中严防焊缝及焊按热影响区发主氧化外,同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。

1.3 氮的影响

在700℃以上的高温下,氮和钛发生剧作用,形成脆硬的氮化钛(TiN)而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度,比是量的氧引起的后果更为严重,因此,氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度、硬度,降低焊缝的塑性性能比氧更为显著。

1.4 碳的影响

碳也是钛及钛合金中常见的杂质,实验表明,当碳含量为0.13%时,碳因深在α钛中,焊缝强度极限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用强烈。但是当进一步提高焊缝含碳量时,焊缝却出现网状TiC,其数量随碳含量增高而增多,使焊缝塑性急剧下降,在焊接应力作用下易出现裂纹。因此,钛及钛合金母材的含碳量不大于0.1%,焊缝含碳量不超过母材含碳量

2 焊接接头裂纹问题

钛及钛合金焊接时,焊接接头产生热裂纹的可能性很小,这是因为钛及钛合金中S、P、C等杂质含量很少,由S、P形成的低熔点共晶不易出现在晶界上,加之有效结晶温度区间窄小,钛及钛合金凝固时收缩量小,焊缝金属不会产生热裂纹。

钛及钛合金焊接时,热影响区可出现冷裂纹,其特征是裂纹产生在焊后数小时甚至更长时间称作延迟裂纹。经研究表明这种裂纹与焊接过程中氢弹的扩散有关。焊接过程中氢由高温深池向较低温的热影响区扩散,氢含量的提高使该区析出TiH2量增加,增大热影响区脆性,另外由于氢化物析出时体积膨胀引起较大的组织应力,再加上氢原子向该区的高应力部位扩散及聚集,以致形成裂纹。防止这种延迟裂纹产生的办法,主要是减少焊接接头氢的来源,发票时,也呆进行冥空遏火处理。

3 焊缝中的气孔问题

钛及钛合金焊接时,气孔是经常碰到的问题。形成气孔的根本原因是由于氢影响的结果。焊缝金属形成气孔主要影响到接头的疲劳强度。

防止产生气孔的工艺措施主要有:

3.1 保护氖气要纯,纯度应不低于99.99%

3.2 彻底清除焊件表面、焊丝表面上的氧化皮油污等有机物。

3.3 对熔池施以良好的气体保护,控制好氩气的流量及流速,防止产生紊流现象,影响保护效果。

3.4 正确选择焊接工艺参数,增加深池停留时间使用权于气泡逸出,可有效地减少气孔。

结 论

1 钛及钛合金焊接的气体保护问题是影响焊接接头质量的首要因素。

2 钛及钛合金焊接时应尽量采用小的热输入。

3 TA2手工钨极氩弧焊时,应严格控制氢的来源,防止冷裂纹的产生,同时应注意防止气孔的产生。

4 只要严格按照焊接工艺要求施焊,并采取有效的气体保护措施,即可获得高质量的焊接接头

四、钛钢焊接口容易断吗

钛钢项链不变色

钛钢这个名称,并非标准的学术名称,而是商业名称。所谓钛钢实际上是不锈钢的一种,不含钛,用的材料不是钛,是316L不锈钢,为吸引人称为钛钢,有些甚至称为钛合金首饰,其实是不含钛的不锈钢制品。用其材质制作的饰品售价远低于其他金银首饰。

316L是一种不锈钢编号,我国的统一数字代号为S31603,是在316不锈钢的基础上继续降低碳含量得到的,比起一般不锈钢较昂贵,耐腐蚀性很强,适合皮肤接触的饰品,主要成分是Fe、Cr、Ni、Mo,其成分根本没有钛。国家标准为GB/T 20878-2007(现行版)。

不过其几乎能长时间不变形、不变色,在常见不锈钢里,被称作“钛钢”的316L钢是适合做首饰的。另外还有无毒,对人体无伤害,长时间泡水里等特点。

五、钛钢焊接注意事项

1、附近珠宝首饰卖场、专营店铺

珠宝首饰一般都有售后服务,在保修期内,正规的珠宝首饰卖场和店铺会提供这项服务。记住去维修时需要准备项链、维修服务卡片、购买收据等证明,项链最好放在盒子里,因为出现断裂,项链配件可能滑落,体积较小,不易发现,所以要保管得当。

2、去专业珠宝维修中心

如果说金项链佩戴时间久了,已经过了保修期,可以自费到专业的珠宝店维修中心,一般大型的珠宝店都有这样的服务,项链的修理费用通常是根据项链的断裂程度和位置进行计算,简单的项链修理只需要几十块钱的修理费。但如果是W扣或者要加金,则还需要按照加金子的重量和手工费一起算。并且有一些项链断裂的程度和位置不一样可能无法修理,具体情况需要到珠宝店资讯。