钛合金焊接缺陷的预防解析

钛合金由于具有比强高、热稳定性和热加工工艺性好及耐腐蚀等特点, 在各个方面得到广泛的应用, 但在焊接时不可避免产生一些缺陷, 下面即预防钛合金焊接缺陷的一些方法。

1 钛合金焊接脆化的预防

①严格控制母材中氧、氮、氢等的含量, 其中, 氧的质量分数应小于0. 15ㄇ, 氮的质量分数最高允许为0. 05ㄇ, 氢的质量分数应小于0. 015；②选择对焊接区保护良好的焊接方法, 如氩弧焊、真空电子束焊、等离子弧焊等；

③对焊件、焊丝表面的水分、油脂等进行严格清理；

④焊枪加拖罩。北面通氩气, 对焊缝及其附近350℃以上的高温区进行保护；

⑤对质量要求高的焊件, 焊前将焊件和焊丝放入 800～900℃的真空退火炉(真空度 0. 013- 0. 0013Pa, 保温5～6 小时)中进行消氢处理。

2 钛合金焊接裂纹的预防

①减少焊接接头中氧、氢、氮的来源, 例如选用氧、氢、氮含量低的母材和焊接材料; 焊前严格清理焊件和焊丝; 加强对焊接接头的保护, 防止氧、氢、氮的侵入等；

②在可能的条件下对焊件进行真空处理；

③焊后及时进行消氢处理。

3、钛合金焊接气孔的预防

由于有时滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分, 要延长干燥时间。建议第一次烘干2 小时, 冷却 10 分钟称量, 再烘 1 小时, 冷却, 称量直至恒重。

要避免连续长时间的烘烤, 这样虽易达到恒重, 操作也比较简便, 但易引起正误差或负误差。

①对焊件表面、焊丝表面上的油污、氧化膜、水分等进行严格清理。对接端面最好进行铣、刨、刮、削等机械加工, 如不能进行机械加工, 应进行酸洗, 并用净水冲洗、烘干。酸洗后到焊接的时间不应超过2 小时, 否则放到干燥环境中储存；

②严格控制母材、焊丝、氩气中氧、氢、氮等气体杂质的含量, 并对焊丝进行真空除氢处理；

③正确选择焊接参数, 增加熔池停留时间以便于气泡逸出；

④用等离子弧代替钨极氩弧焊, 由于前者的熔池温度高, 气体逸出快, 并能对熔池前方的焊接坡口祈祷比较大的热处理作用；

⑤采用A lC l3、M nC l2、CaF2 等涂于焊接坡口上; 对焊接坡口间隙留0. 2～0. 5 ；

⑥焊枪与通氩气的管道采用尼龙管, 而不采用橡胶管, 以保持低的氩气露点。

4、焊后退火处消除焊接内应力

大多数钛合金焊件需要进行退火处理, 以消除焊接内应力, 防止产生焊接焊接裂纹和减小对应力腐蚀裂纹的敏感性。由于退火加热温度较高, 为避免表面被空气玷污, 焊件需在真空或氩气中进行。对一些退火能引起焊缝和热影响区时效脆化的钛合金, 可再次固溶处理(再次退火处理)来消除应力。

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