有关工业纯钛TA2的焊接分析思考

有关工业纯钛有关工业纯钛 ta2ta2 的焊接分析思考的焊接分析思考 焊接工业纯钛 ta2 时 其表面颜色会随着温度的升高呈现 出不同的变化 根据这些变化 可以确定在 ta2 焊接时的保护 范围 本文利用钨氩弧焊来对 ta2 进行对接焊接实验 通过金 相分析与力学性能检验来对其工艺参数进行确定 经过实验 在 400 时 ta2 表面颜色呈现出金黄色 需要在此温度时进行 保护 样件的力学性能符合设计要求 说明参数可靠 可以用 于指导生产 工业纯钛基于其良好的化学性能与物理性能 在多个恶劣 的环境中应用 目前钛制设备已经在石油化工 海洋工程等领 域中得到了广泛地应用 工业纯钛焊接要求较高 稍有外界因 素污染干扰 就可能会导致焊接质量受到严重影响 在钛设备 制造中 焊接工艺是一项重要的工艺控制过程 采取合理的工 艺参数将会对焊缝的质量起到重要的保证作用 本文通过对工 业纯钛 ta2 的焊接实验来对焊接工艺进行分析 ta2 的物理特性与化学特性的物理特性与化学特性 纯钛的力学性能与其纯度有着直接的关系 间隙杂质含量 增加 强度虽升高 但塑性将会大幅度降低 工业纯钛的切削 加工难度较大 是因为它的摩擦系数较大 导热性低 热量集 中于刀尖上 刀尖很快熔化 在常温下 钛的塑性要比其他的 六方结构金属高很多 纯钛的强度随着温度的升高而不断降低 当加热到 250 时抗拉强度将会减少到原来的一半 它的疲劳性 能与钢类似 具有较为明显的物理疲劳极限 纯钛的反复弯曲 疲劳极限为 0 6 0 8rm 其耐热性比铁要低一些 钛可以进行一 些锻造 轧制 挤压等各压力状态下的加工 加热钢材用的设 备可以用钛材 要求炉内有弱氧化性 不可使用氢气加热 钛 的化学性能高 温度升高时 容易粘附刀具 造成粘结磨损 ta2 的焊接特点的焊接特点 在较高的温度下 钛与氢 碳等都有着较强的亲和力 氢 在 250 的钛中溶解度可以达到 33 以上 一旦氢在钛中溶解 将会造成气孔的现象 同时将会形成氢化钛 沿滑移面析出 增加了金属中的含氧量 使韧性急剧下降 有可能会造成裂纹 的产生 间隙杂质在特殊的条件下也会引起焊缝的断裂 高温 下的钛与碳将会生成碳化钛 导致焊缝塑性下降 造成一定的 裂缝问题 如果保护不当 也将会吸收进杂质 为了确保钛的 焊接质量可靠 在材料准备时要控制好杂质成分 及时清除污 染物 在焊接过程中做好保护 目前 钨极氩弧焊是钛与钛合金焊接最常用的焊接方法 也是连接薄板与打底焊最好的焊接方法之一 通过对焊接工艺 参数的选择 可以实现良好的焊缝质量 但这种焊接方法效率 较低 在焊缝中容易产生气孔问题或其他的焊接缺陷 钨极保 护焊的脉冲频率对于钛合金的晶粒尺寸与形态都有着一定的影 响 等离子弧焊的焊接规范窄 其焊接稳定性与重复性差 在 应用进程中受到了一定的影响 在进行等离子弧焊时需要利用 先进的控制技术 不断提高自动化与控制精确化程度 另外焊 接钛材还有真空电子束焊 激光焊 扩散焊与钎焊等 选用什 么样的焊接方法 要根据实际情况而定 焊接工艺实验焊接工艺实验 4 1 实验准备 本次焊接实验选择母材为 4mm 厚的 ta2 板 焊丝采用直径 为 2 4mm 的 erta2 氩气的纯度为 99 99 选用钨极氩弧焊 焊接设备为时代 ws 400 型氩弧焊机 在实验中采用 v 形坡口 在焊接前 对工件的坡口表面进行机械清理 酸洗 再用清水 冲洗干净 最后使用丙酮对工件及焊丝进行擦洗 拟采用的焊接工艺参数如下表 氩气流量 l min 焊接电流 a 焊接电压 v 焊接速度 min 焊丝直径 层间温度 焊枪拖罩背面保护罩 90 11012 1410 152 410012 1520 2550 80 4 2 焊接结果分析 由于 ta2 的熔点较高 热导率低 所以需要采用较小的焊 接热输入 从而减少焊接热影响区 有资料显示 在没有经过 任何保护的情况下 ta2 在 200 300 时不变色 在 400 时 表面将会呈现出金黄色 在 600 时产生蓝色 而在 800 时将 会变成深灰色 ta2 的温度不断增高 表面颜色会随之发生一 系列的变化 焊接接头的性能也会由于氧化物的残留而受到影 响 所以在焊接时 需要进行惰性气体保护 以防止空气侵入 到焊接区域中 拟采用两组焊接工艺参数来对焊接质量进行验证分析 工 艺参数的选取按照上表所示 焊接电流选 95a 焊接电压选 13v 焊接速度维持在 12 min 氩气的流量有所不同 第一 组在喷嘴 正面与背面分别施以 10l min 10l min 5l min 的 流量进行施焊 而在第二组则对三个部位分别施以 15l min 20l min 10l min 的流量进行施焊 通过对两个焊接试样进行分析 采用第一组氩气流量保护 的焊接试样表面呈现出蓝色 且表面氧化较为严重 还可以很 明显地看到试样表面的裂纹 而采用第二组氩气流量保护的焊 接试样的表面呈现出光亮银白色 肉眼也看不到有裂纹 再用 探伤设备 xxh 2505 进行透照 x 射线底片显示 采用第一组氩 气流量保护的焊接试样中出现很多气孔及裂纹 按照 jb t4730 2 2005 标准 评判为 级 而第二组焊接试样则评判 为 级合格 分析认为评判为 级的焊接试样主要是因为在施 焊的过程中 氩气的保护流量不够 造成空气中氢 氮 氧侵 入到焊接区域中 与钛形成了杂质混合物 在焊缝凝固时 气 体没有及时的逸出 从而导致了焊接接头的脆化 产生了的气 孔及裂纹 通过对工业纯钛 ta2 的焊接实验 对焊接工艺过程进行分 析 在高温焊接时 如果保护气体流量不够 将会对焊缝的质 量造成很大的影响 为了使惰性气体能够有效的保护焊接区域 需要提前送气 而在焊接完成后滞后停气 从而使钛在焊接的 过程中得到充分的保护 通过采用合理的焊接工艺参数 确定 好合适的保护气体流量 可以有效提高钛的焊接质量 从而得 到优质的焊接接头 但是采用惰性气体保护的焊接方