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鈦材料（liào）焊接技術鈦材專家為您解（jiě）讀鈦材焊接技術
一．影響鈦（tài）材（cái）焊接質量的因素 1.氣體雜質對焊縫金屬性能（néng）的影響 鈦具有很高的（de）化學（xué）活（huó）潑性（xìng），與（yǔ）空氣中的氧、氮有極高的親和力（lì）。在較低的溫（wēn）度下，鈦與（yǔ）氧相互作（zuò）用生成一（yī）層致密（mì）的氧化膜（mó），隨著溫度的提高，氧化膜的厚度隨之增厚，超過600℃鈦開始吸氧並使氧（yǎng）溶解到鈦中。溫度再高，鈦的活性就會急劇增加並與氧發生激烈反應而生成鈦的氧化物。鈦在（zài）300℃以上開始吸氫，在700℃以上開始吸氮。氧和氮對（duì）鈦汙染的結果是使鈦強度和硬（yìng）度增高而塑性降低。氮比氧的影響程度更大，氫在鈦（tài）中含量從0.01%%uFF5E0.05%%u4F1A使焊縫金屬的衝擊韌性急劇下降，而塑性卻下降較少。這是氫化物引起的脆（cuì）性，即所常說的“氫脆”。氫也是引發焊縫產生氣孔的根源。 熔化焊接（jiē）過程中，熔（róng）池像一個小冶金爐，熔融金屬暴露在大氣（qì）中。如果不采（cǎi）取相應的防護措施使熔融的金屬鈦與（yǔ）空氣隔（gé）絕，則氧、氮、氫等氣體元素就會熔入鈦（tài）中，形成脆性（xìng）氧化物（wù）或氮化物，致使（shǐ）焊縫金屬的塑性急劇降低，拉伸強度提高，嚴重（chóng）的情況下將發生脆斷，塑性等於零。 2.其他雜質對（duì）焊縫金屬性能（néng）的影響 其（qí）他雜質是指除（chú）氣體雜質外，可能熔入（rù）熔池的雜（zá）質。其來源可能是焊接操作環境不清潔、戴髒手套觸摸（mō）鈦焊件遺留下油汙、焊接前用棉紗擦洗接頭、坡口可能留下的棉絮、焊接（jiē）生產（chǎn）環境（jìng）與鋼鐵焊接生產（chǎn）混合可（kě）能產生的鐵鏽、水分和其他一些有機物等。這些汙染物在（zài）電弧高溫作（zuò）用下分（fèn）解出氧、氫、氮、碳等元素，然後溶於熔融（róng）的（de）鈦中。當這些元素的量超過在（zài）鈦中的溶（róng）解度時，便形成相應的化合物（wù）（TiO2 TiH2 TiN TiC)。這些化（huà）合（hé）物（wù）隨著熔（róng）池結晶（jīng）而進入鈦的晶格中，致使鈦的晶格畸變、歪曲（qǔ），從而改（gǎi）變了鈦的力學性能。 有些微量元素少量溶入鈦中，如（rú）果其量不超過允許的範（fàn）圍是可以的，有時也是91抖阴下载所（suǒ）希望的。但超量（liàng）的雜質元素（sù）含量是不允許的，特別是有機物雜（zá）質，有百害而無（wú）一利，這是因為這些雜質元素除使鈦焊（hàn）接的力學性能變差，降低而（ér）腐蝕性外，還是焊縫中產生氣孔的根源。 3.焊接金屬（shǔ）和接頭熱影響區的（de）組織變化（huà） 鈦是有同素異形體轉變的（de）金屬。在882.5℃開始發生組織（zhī）的固態轉變。882.5℃以下晶體結構為密排六方結構，稱為（wéi）α鈦；在高（gāo）於882.5℃時，α結構的（de）鈦轉（zhuǎn）變為體心立方結構的β鈦（tài）。這個轉變過程是熔池（chí）由液態（tài）變為固態的“瞬間”完成的。而這個“瞬間”長短差異仍對熔（róng）池的結晶形式有影（yǐng）響，“瞬間”越（yuè）長（zhǎng）越有利於柱狀（zhuàng）晶生長。由於鈦具有（yǒu）熔點高（1668℃），熱容量大和導熱（rè）差等特性，所以（yǐ）焊接時焊縫受到焊接線（xiàn）能（néng）量大小和焊（hàn）縫（féng）強製冷卻的好壞影（yǐng）響，焊縫處於（yú）高溫下滯留的“瞬間”就有差異。“瞬間”稍長（zhǎng）給熔（róng）池結晶的柱狀（zhuàng）晶長大和接頭熱影響加寬提供了條（tiáo）件。這也是焊接接頭塑性下降的重（chóng）要原因之一。接頭的拉伸強度斷口往往發生在焊縫熱影響區。為了降低這一不良影響，鈦焊接（jiē）時盡量采用較軟的焊接規範，即用（yòng）較小的焊（hàn）接線能量和較快的冷卻速度。 4.氣孔是鈦焊縫中常見和較難避免的（de）缺陷 氣孔生成（chéng）的機製是焊接過程中溶入液態金屬中的氣體經過擴散、脫溶、成核、長（zhǎng）大等過（guò）程而形成氣泡。由於熔池的凝固結晶速度很快，長大的氣泡來不及逸出液態金屬（shǔ）時就以氣孔的形式殘留在固態金（jīn）屬中。釀成氣孔的氫氣和CO等氣體主要（yào）源自有機物的汙（wū）染物，經電弧熱作（zuò）用所產生的。有時焊接前對焊件和焊材做（zuò）了（le）充分的清潔、清洗，氬氣保護的效果也理想，但焊縫中仍（réng）然有（yǒu）氣孔。鈦材專家的實踐經驗（yàn）表明，空氣中的水（shuǐ）分對焊接影響很大。在實驗中，相（xiàng）對濕度小於40%%u7684焊接環境下，焊縫基（jī）本沒有發現；在（zài）相（xiàng）對濕（shī）度大於（yú）90%%u4EE5上的環境中（zhōng），焊縫中存在的氣泡既多又大。充（chōng）分（fèn）說明空氣的濕度大小是氣孔產生的重要原因之一。 二．鈦材的焊接方法 1.手工鎢極氬弧焊 鎢極氬弧焊非熔化極電弧焊，是利用鎢極與（yǔ）被焊工件之間產生的電弧熱熔化被焊件的接縫並使焊件熔在（zài）一起，焊接過程（chéng）中可以填加焊絲（sī）也可以不（bú）加焊絲，且鎢極、熔池、焊縫的近縫區以（yǐ）及填加焊絲的熔化端（duān）都應處（chù）於氬氣的保護中。 施焊一般采用非接觸式的（de）高頻引弧，弧長控製在1.0～1.5倍電（diàn）極直徑。角焊縫時弧長可稍長，焊嘴向後（hòu）（反焊（hàn）接方向（xiàng））傾斜75度。焊接電流是電弧（hú）焊的最重要技術參數（shù），它對焊（hàn）縫（féng）熔（róng）深、焊速、熔（róng）敷（fū）金屬（shǔ）量以及焊縫質量有直接的影響。鎢極氬弧焊焊鈦常用正接法的（de）焊接電源，即正（zhèng）極連（lián）接焊件，負極連接焊把。正接法電弧（hú）所（suǒ）產生的熱能30%%u96C6中在鎢極上，而70%%u7684熱能集中在被焊件上，所以相對反接法而言，熔深較（jiào）深。電弧（hú）自（zì）開始引弧到熄弧必須與氬氣供給和停氣的時刻相匹配，即電弧（hú）引弧前提前供氣，而電弧熄弧（hú）後氬氣必須滯後停氣。 2.保護氣體（tǐ） 保護氣體從焊嘴噴出覆蓋了整個鎢極長度（dù）和電弧熔化的熔池（chí）區免受（shòu）空氣汙染。常用的氣體是惰性（xìng）氣體氬或氦。氬氣的導熱（rè）係數小（xiǎo），在電弧作用下不發生分解吸熱，所以氬氣（qì）的熱損耗較少，電弧電壓較低，約為8～15V。保（bǎo）護效果好壞除保護氣體的純度（大於99.98%)%u5F88重要外，還與（yǔ）焊嘴（zuǐ）幾何尺寸設計有關，即能保證由焊嘴噴出的氬氣流為層（céng）流而不能是紊流。一般情況下，焊嘴高度為噴（pēn）口直徑的1.5倍。 三．鎢極氬弧焊焊接工藝 1.接頭與坡口 在鈦材焊接中，各種接頭形式都有，如對接，搭接，角接，管板焊接等。板厚一般為1.0～10mm，還有不同厚度（dù）板（bǎn）材相接。接（jiē）頭與坡口對（duì）獲（huò）得優（yōu）質焊縫是很重要的。 2.焊前清理 鈦材（cái）焊件以及焊絲（填充絲）很容易被汙染，如鈦材生產過程用的（de）潤滑（huá）劑殘留（liú）以及氧化（huà）膜、油汙、油漆、塗層、手印等。如果這些汙染物不在焊接前清除掉，將會在焊接時與電弧熱作用分解出有害雜質溶於焊縫（féng）金屬中，對焊縫質量產生不良影響。 3.鈦材手工鎢極（jí）氬弧焊焊接規範
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