16年行業(yè)經(jīng)驗(yàn),鑄就軍工品質(zhì)
寶雞市騰鑫鈦業(yè)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事寶雞鈦材料,寶雞鈦板,寶雞鈦棒,寶雞鈦錠的生產(chǎn)加工銷(xiāo)售為一體的企業(yè)。
鈦材以及鈦板在行業(yè)中不斷被運(yùn)用,隨著其重要性的提升,關(guān)于會(huì)影響到寶雞鈦板及鈦材焊接性能的因素越來(lái)越被重視,那么都有哪些呢?
鈦在空氣中熔化焊接的較大問(wèn)題就在于氧化以及由各種污染帶來(lái)的化合物和金屬間化合物等。所謂的污染物是指氧氣、氮?dú)庖约捌渌鞣N油類(lèi)、塵埃等,這些都會(huì)降低鈦材焊接質(zhì)量。污染物不光包括氧氣、氮?dú)?,還包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)物以及除鈦以外的金屬。如機(jī)械加工的油漬、潤(rùn)滑油以及附近車(chē)間的鐵粉、涂料粉末、周?chē)乃帧⒊睔?、沙子、塵埃等。此外還有從電極當(dāng)中混入的鎢。污染物中空氣中的氧氣、氮?dú)?、水分的危害是較大的。因此,焊接時(shí)就要通過(guò)惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。通常鈦材表面都有40um厚的氧化膜,切割過(guò)后幾秒鐘就能恢復(fù)80%的厚度,幾分鐘后就可以恢復(fù)到原先的厚度。正是由于這層氧化膜的原因,鈦材才具有如此好的耐蝕性。這個(gè)范圍內(nèi)的氧氣含量并不算是污染物。然而,鈦在大氣中遇到高溫時(shí),就會(huì)與大量的氧氣和氮?dú)獾劝l(fā)生反應(yīng)。這樣就會(huì)生成污染物。大氣溫度為427℃時(shí),鈦材表面的氧化膜厚度是常溫下的2~3倍。650℃以上時(shí),氧化膜就會(huì)增加。在熔融狀態(tài)下,氧氣、氮?dú)獾染蜁?huì)進(jìn)入焊接熔池,進(jìn)而從焊接金屬擴(kuò)散到母材當(dāng)中。為防止空氣中的氧氣、氮?dú)獾入s物混入,焊接過(guò)程中有必要通過(guò)惰性氣體保護(hù)焊接面及內(nèi)側(cè)。其他金屬的TIG焊接一般不需要?dú)怏w保護(hù),內(nèi)側(cè)也大多無(wú)需氣體保護(hù)。另外,為防止產(chǎn)生油脂類(lèi)雜物,鈦材以及操作臺(tái)面不能用油擦拭。鈦的熔化焊接中,大部分技術(shù)問(wèn)題都在于如何避免上述污染物的產(chǎn)生。防治污染物的對(duì)策比較麻煩,而且花費(fèi)較大。不過(guò),鈦材焊接成功與否就在于污染物的預(yù)防對(duì)策。
鈦及鈦合金焊接對(duì)焊接時(shí)保護(hù)要求非常嚴(yán)格,當(dāng)焊縫含碳量為0.55%時(shí),焊縫塑性幾乎全部消失而變成非常脆的材料,焊后熱處置也無(wú)法消除此種脆性。國(guó)標(biāo)技術(shù)條件規(guī)定,鈦合金母材的含碳量不大于0.1%焊縫含碳量不逾越母材含碳量。 鈦合金中有很多元素,它們對(duì)鈦的物理性能都有影響,其中碳是鈦及鈦合金中常見(jiàn)的雜質(zhì),當(dāng)碳含量為0.13%以下時(shí),碳因深在α鈦中,焊縫強(qiáng)度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強(qiáng)烈。但是當(dāng)進(jìn)一步提高焊縫含碳量時(shí),焊縫卻出現(xiàn)網(wǎng)狀TiC其數(shù)量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,焊接應(yīng)力作用下易出現(xiàn)裂紋。
1.碳的影響。鈦及鈦合金在焊接過(guò)程中,常溫下,液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強(qiáng)烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態(tài)下,這些氣體已與其發(fā)生作用。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右鈦開(kāi)始吸收氫,從400℃開(kāi)始吸收氧,從600℃開(kāi)始吸收氮,這些氣體被吸收后,將會(huì)直接引起焊接接頭脆化,是影響焊接質(zhì)量的極為重要的因素。
2.氫的影響。氫是氣體雜質(zhì)中對(duì)鈦的機(jī)械性能影響較嚴(yán)重的因素。焊縫含氫量變化對(duì)焊縫沖擊性能影響較為顯著。焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強(qiáng)度很低,故片狀或針狀衛(wèi)HiH2作用例以缺口,合沖擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對(duì)強(qiáng)度的提高及塑性的降低的作用不很時(shí)顯。
3.氧的影響。焊縫的硬度和抗拉強(qiáng)度明顯增加,焊縫含氧量基本上是隨氬氣中含氧量增加而直線(xiàn)上升的隨焊縫含氧量上升。而塑性卻顯著降低。為了**焊接接頭的性能,焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)防焊縫及焊接熱影響區(qū)發(fā)氧化。
4.氮的影響。氮和鈦板會(huì)發(fā)生劇烈發(fā)應(yīng),在700℃以上的高溫下,形成脆硬的氮化鈦(TiN而且氮與鈦形成間隙固溶體時(shí)所引起的晶格歪挪程度,比等量的氧引起的后果更為嚴(yán)重,因此,氮對(duì)提高工業(yè)純鈦焊縫的抗拉強(qiáng)度、硬度,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。當(dāng)焊縫含氮量在0.13%以上時(shí)焊縫由于過(guò)脆而產(chǎn)生裂紋。
寶雞鈦板焊縫缺陷是由于鈦板焊接時(shí),因氬弧焊槍形成的氬氣氣體維護(hù)層只能維護(hù)好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對(duì)已凝固而處于高溫狀態(tài)附近的焊縫及其附近區(qū)域則無(wú)保護(hù)作用,而處于這種狀態(tài)的鈦板焊縫及其附近的區(qū)域仍有很強(qiáng)的吸收空氣中的氮及氧的能力。從400℃開(kāi)始吸收氧,從600℃開(kāi)始吸收氮,而空氣種含有大量氮和氧。隨氧化水平逐步加重,鈦板焊縫顏色發(fā)生變化及焊縫塑性下降的規(guī)律。銀白色(無(wú)氧化)金黃色(TiO,大約在250℃左右鈦開(kāi)始吸收氫。輕微氧化)藍(lán)色(Ti2O3氧化稍為嚴(yán)重)灰色(TiO2氧化嚴(yán)重)。