分(fen)析影响钛材(cai)焊(han)接性(xing)能的因(yin)素(su)

钛及钛(tai)合(he)金焊接对(dui)焊接时保(bao)护(hu)要求(qiu)非常(chang)严(yan)格(ge)，当(dang)焊(han)缝含碳(tan)量为(wei)0.55％时，焊(han)缝(feng)塑(su)性(xing)几(ji)乎全部(bu)消失(shi)而(er)变(bian)成非常脆的(de)材(cai)料，焊(han)后(hou)热(re)处(chu)置(zhi)也(ye)无(wu)法消除此(ci)种脆性。国技术条(tiao)件规定，钛合金(jin)母(mu)材的含(han)碳量(liang)不(bu)大于(yu)0.1%焊缝(feng)含碳(tan)量(liang)不(bu)逾越母(mu)材含(han)碳(tan)量。

钛(tai)板(ban)焊缝(feng)缺陷是(shi)由(you)于(yu)钛板(ban)焊接时(shi)，因氩(ya)弧(hu)焊(han)枪形成的(de)氩气气体维(wei)护(hu)层(ceng)只能(neng)维(wei)护(hu)好(hao)焊(han)接熔池(chi)不受空(kong)气(qi)的有害作(zuo)用(yong)，而对(dui)已(yi)凝固而(er)处(chu)于(yu)高(gao)温状(zhuang)态(tai)附(fu)近(jin)的(de)焊缝(feng)及其附近(jin)区域(yu)则无保(bao)护作(zuo)用(yong)，而处于这种(zhong)状态的(de)钛(tai)板焊缝及其(qi)附(fu)近(jin)的区(qu)域仍有很(hen)强(qiang)的(de)吸收(shou)空气(qi)中的氮(dan)及氧的(de)能力(li)。

钛合金(jin)中(zhong)有很多元(yuan)素(su)，它(ta)们(men)对钛(tai)的(de)物(wu)理(li)性能都有(you)影(ying)响(xiang)，其中(zhong)碳是钛(tai)及(ji)钛(tai)合(he)金(jin)中常见(jian)的(de)杂质，当(dang)碳含(han)量为(wei)0.13%以(yi)下时，碳(tan)因深在α钛中，焊(han)缝强(qiang)度极限(xian)有些提高，塑性(xing)有(you)些(xie)下降(jiang)，但(dan)不及(ji)氧(yang)氮(dan)的(de)作(zuo)用(yong)强(qiang)烈。但(dan)是当(dang)进一(yi)步提(ti)高(gao)焊缝(feng)含碳量(liang)时，焊缝(feng)却(que)出现网(wang)状(zhuang)TiC其数量(liang)随碳(tan)含(han)量增高而增多，使(shi)焊缝(feng)塑性(xing)急(ji)剧下降，焊(han)接(jie)应(ying)力(li)作用下(xia)易(yi)出(chu)现裂纹(wen)。

1、氧(yang)的影(ying)响。焊(han)缝的硬(ying)度和抗(kang)拉(la)强度明(ming)显(xian)增(zeng)加(jia)，焊(han)缝(feng)含氧(yang)量基本上是随(sui)氩(ya)气中(zhong)含(han)氧量增加(jia)而直(zhi)线(xian)上升的随(sui)焊缝(feng)含氧(yang)量上(shang)升。而塑(su)性(xing)却显著降低(di)。为(wei)了(le)保证焊接(jie)接(jie)头(tou)的(de)性能，焊(han)接(jie)过(guo)程(cheng)中应(ying)严防(fang)焊缝(feng)及焊(han)接热(re)影响(xiang)区(qu)发(fa)氧化(hua)。

2、氢(qing)是(shi)影(ying)响(xiang)。其主要原(yuan)因是随缝含(han)氢弹量(liang)增加(jia)，氢(qing)是气(qi)体(ti)杂质中对钛的(de)机(ji)械性(xing)能影(ying)响(xiang)最(zui)严(yan)重(zhong)的因(yin)素(su)。焊缝含(han)氢(qing)量变(bian)化对焊(han)缝(feng)冲(chong)击(ji)性(xing)能(neng)影响(xiang)最为显著(zhu)。焊缝中析(xi)出的(de)片(pian)状或针(zhen)状(zhuang)TiH2增多(duo)。TiH2强度很(hen)低(di)，故片状(zhuang)或针(zhen)状(zhuang)卫(wei)HiH2作(zuo)用(yong)例以缺口(kou)，合(he)冲击(ji)性(xing)能显著降低(di)；焊(han)缝含氢(qing)量(liang)变化对(dui)强度的(de)提(ti)高(gao)及(ji)塑性的降低(di)的作(zuo)用不(bu)很(hen)时(shi)显(xian)。

3、氮的影(ying)响。氮(dan)和钛(tai)板发生(sheng)剧作(zuo)用，700℃以(yi)上的(de)高(gao)温(wen)下。形(xing)成(cheng)脆硬的氮(dan)化(hua)钛（TiN而且(qie)氮与钛(tai)形成间隙(xi)固(gu)溶(rong)体时(shi)所引起的(de)晶(jing)格歪挪(nuo)程(cheng)度(du)，比等(deng)量的氧(yang)引(yin)起的(de)后(hou)果更为(wei)严重(zhong)，因(yin)此(ci)，氮(dan)对(dui)提高工(gong)业纯钛焊缝的(de)抗(kang)拉强(qiang)度、硬(ying)度，降低(di)焊(han)缝(feng)的塑(su)性(xing)性能比氧(yang)更(geng)为显著。当(dang)焊缝(feng)含氮(dan)量在(zai)0.13％以(yi)上是(shi)焊缝由于(yu)过(guo)脆(cui)而(er)产生(sheng)裂纹(wen)。

4、碳(tan)的(de)影响(xiang)。钛(tai)及(ji)钛(tai)合(he)金(jin)是(shi)比较(jiao)稳(wen)定(ding)的但(dan)在(zai)焊(han)接(jie)过(guo)程中(zhong)，常温(wen)下。液(ye)态(tai)熔(rong)滴(di)和(he)熔池(chi)金属具(ju)有强烈(lie)吸(xi)收(shou)氢(qing)、氧、氮的(de)作(zuo)用(yong)，而(er)且(qie)在固(gu)态下，这(zhe)些(xie)气体已(yi)与(yu)其(qi)发(fa)生(sheng)作(zuo)用。随着温(wen)度的升(sheng)高(gao)，钛及(ji)钛(tai)合金吸收(shou)氢(qing)、氧(yang)、氮的能力(li)也(ye)随之明(ming)显(xian)上升，大约在(zai)250℃左右钛(tai)开始(shi)吸(xi)收(shou)氢(qing)，从400℃开(kai)始吸收氧，从(cong)600℃开(kai)始(shi)吸(xi)收氮，这(zhe)些(xie)气(qi)体(ti)被吸(xi)收后，将会直(zhi)接(jie)引起焊(han)接(jie)接(jie)头(tou)脆(cui)化，影响焊接(jie)质量的极为重要的(de)因(yin)素(su)。

从(cong)400℃开(kai)始吸(xi)收(shou)氧(yang)，从600℃开(kai)始(shi)吸(xi)收(shou)氮，而空气种(zhong)含有大量氮(dan)和氧。随氧(yang)化(hua)水(shui)平(ping)逐(zhu)步(bu)加重，钛板焊(han)缝(feng)颜(yan)色发生变(bian)化(hua)及(ji)焊缝(feng)塑性(xing)下(xia)降(jiang)的规(gui)律(lv)。银(yin)白(bai)色（无(wu)氧(yang)化）金黄色（TiO,大约在250℃左右钛(tai)开(kai)始吸收(shou)氢。轻(qing)微(wei)氧(yang)化(hua)）蓝(lan)色（Ti2O3氧(yang)化稍(shao)为(wei)严重(zhong)）灰(hui)色(se)（TiO2氧(yang)化严重(zhong)）。

相(xiang)关链(lian)接