鈦(tai)合金(jin)(jin)焊接時,當溫(wen)度高于500~700℃時,很(hen)容易吸收空氣(qi)中的氧、氫(qing)和氮,嚴(yan)(yan)重影響焊接質量。因此(ci),鈦(tai)合金(jin)(jin)焊接時,對熔池全面及(ji)高溫(wen)部(bu)位(400~650℃以上)的焊縫(feng)區(qu)必須嚴(yan)(yan)加保(bao)護(hu)(hu)(hu)。為此(ci),鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金(jin)(jin)焊接時必須采(cai)(cai)(cai)取(qu)特殊(shu)的保(bao)護(hu)(hu)(hu)措(cuo)施。因此(ci),采(cai)(cai)(cai)用氬弧焊接的方(fang)法處理,并(bing)采(cai)(cai)(cai)用噴(pen)尺寸較大的焊矩,以擴大氣(qi)體保(bao)護(hu)(hu)(hu)區(qu)面積(ji),當噴(pen)嘴(zui)不足以保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊縫(feng)及(ji)近縫(feng)區(qu)高溫(wen)金(jin)(jin)屬時,需補充(chong)氬保(bao)護(hu)(hu)(hu)拖(tuo)罩(zhao)。鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金(jin)(jin)焊接時必須采(cai)(cai)(cai)取(qu)特殊(shu)的保(bao)護(hu)(hu)(hu)措(cuo)施！

焊前準備和坡口選擇

       (1)焊(han)件(jian)和焊(han)絲(si)(si)表(biao)(biao)面質量對(dui)焊(han)接接頭的力學(xue)性能有(you)很大影響。焊(han)前可(ke)先對(dui)試件(jian)及(ji)焊(han)絲(si)(si)進行酸洗(xi)。用(yong)凈水沖洗(xi),烘干后立即施焊(han)。用(yong)丙酮、乙醇、四氯(lv)化碳、甲醇等(deng)擦(ca)拭鈦(tai)板坡口以及(ji)其兩側(分別為50 mm內)、焊(han)絲(si)(si)表(biao)(biao)面、工具夾與(yu)鈦(tai)板接觸的部分。

       (2)焊(han)接設備的選擇。鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)應選用具有下降外特性、高頻引弧(hu)的直流(liu)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)電源,且延(yan)遲遞氣時(shi)間不(bu)少于(yu)15 s,避(bi)免焊(han)接時(shi)遭受到氧化(hua)、污染。所以采用WSM-315型IGBT逆變(bian)直流(liu)脈(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)機。

       (3)焊接材料的選擇(ze)。氬(ya)氣(qi)(qi)純度(du)(du)(du)應不低(di)于(yu)99.99%,露點在-40℃以下,相對(dui)濕度(du)(du)(du)小于(yu)5%。當氬(ya)氣(qi)(qi)瓶中的壓力(li)降到(dao)0.981 MPa時,應停(ting)止使用(yong)。填充絲一般采用(yong)同(tong)質材料,為改善接頭塑性,可(ke)用(yong)比母(mu)材合(he)金程度(du)(du)(du)稍(shao)低(di)焊絲TC3,該(gai)次焊接采用(yong)焊絲:TC3。

       (4)坡口形(xing)式(shi)的選擇。原則上盡量(liang)減少焊(han)接(jie)(jie)(jie)層數(shu)和焊(han)接(jie)(jie)(jie)金屬。隨著焊(han)接(jie)(jie)(jie)層數(shu)的增多,焊(han)縫(feng)累計吸氣(qi)量(liang)增加,影響焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭性能(neng)。又(you)由于鈦及鈦合金焊(han)接(jie)(jie)(jie)時焊(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池尺(chi)寸較(jiao)大,因此(ci)焊(han)件開單V型70~80°坡口。

正確(que)選擇焊(han)接工藝參數徹底(di)清除(chu)焊(han)件表面、焊(han)絲(si)表面上(shang)的(de)氧化(hua)皮、油(you)污等(deng)有機物。控(kong)制好氬(ya)氣(qi)的(de)流(liu)量及流(liu)速,防(fang)止(zhi)產生(sheng)紊流(liu)現象,影(ying)響充氣(qi)保護效果。采用手(shou)工鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)鈦(tai)合金焊(han)接處理裂紋辦法可(ke)行,可(ke)以得到滿意的(de)效果。

鈦合金焊接時主要缺陷(xian)和修復方法

       (1)鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)接時(shi),焊(han)接接頭(tou)產生(sheng)熱(re)裂(lie)(lie)紋的(de)可能性很小(xiao)(xiao),這是因為鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)(jin)(jin)中S、P、C等雜質含量很少,由S、P形成的(de)低(di)熔(rong)點共晶不易出現在晶界(jie)上,加(jia)(jia)之有效結晶溫度(du)區間(jian)窄小(xiao)(xiao),鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)(jin)(jin)凝固時(shi)收縮量小(xiao)(xiao),焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)不會產生(sheng)熱(re)裂(lie)(lie)紋。但是,鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)(jin)(jin)焊(han)接時(shi),熱(re)影(ying)響(xiang)區可能出現冷裂(lie)(lie)紋,其特征是裂(lie)(lie)紋產生(sheng)在焊(han)后數小(xiao)(xiao)時(shi)或(huo)更長時(shi)間(jian)稱(cheng)作延(yan)遲裂(lie)(lie)紋。焊(han)接過程中氫由高溫深池向較低(di)溫的(de)熱(re)影(ying)響(xiang)區擴(kuo)散,氫含量的(de)提高使該區析出TiH2量增(zeng)加(jia)(jia),增(zeng)大熱(re)影(ying)響(xiang)區脆性,另外由于(yu)氫化物(wu)析出時(shi)體積膨脹引起較大的(de)組織應(ying)力(li)(li),再加(jia)(jia)上氫原子向該區的(de)高應(ying)力(li)(li)部位擴(kuo)散及(ji)聚(ju)集,以致形成裂(lie)(lie)紋。

       (2)鈦及鈦合金焊(han)接(jie)時,氣孔是(shi)經常碰到的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。形成(cheng)(cheng)氣孔的(de)(de)(de)(de)根本原因是(shi)由于(yu)(yu)氫影(ying)(ying)響的(de)(de)(de)(de)結果。焊(han)縫(feng)金屬形成(cheng)(cheng)氣孔主要影(ying)(ying)響到接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)強度。氫是(shi)冷裂(lie)紋和(he)氣孔形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)主要原因。因為氫在(zai)小(xiao)于(yu)(yu)300℃,在(zai)α相(xiang)中溶解度很小(xiao),在(zai)室溫時極限溶解度只有(you)0.002%。當(dang)焊(han)縫(feng)或熱影(ying)(ying)響區在(zai)焊(han)后冷卻到300℃以下,過飽和(he)的(de)(de)(de)(de)氫即以氫化鈦(γ相(xiang))形式(shi)析出。體積增大并(bing)產(chan)生晶(jing)間(jian)應(ying)力(li),此應(ying)力(li)發(fa)展會引(yin)起晶(jing)間(jian)微裂(lie)紋。晶(jing)間(jian)微裂(lie)紋在(zai)外應(ying)力(li)作用(yong)下會擴展成(cheng)(cheng)為裂(lie)縫(feng)。