鈦管及鈦合金管焊接時,當(dāng)焊縫含氧、氮量較高時,焊縫或熱影響區(qū)性能變脆,大約在250度左右鈦開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600度開始吸收氮,而空氣種含有大量氮和氧,在較大的焊接應(yīng)力作用下,會出現(xiàn)冷裂紋。其特征是裂紋產(chǎn)生在焊后數(shù)小時甚至更長時間稱作延遲裂紋。www.nmware.com經(jīng)研究表明焊接過程中氫的擴散是引起這種裂紋的主要原因。焊接過程中氫由高溫深池向較低溫的熱影響區(qū)擴散,氫含量的提高使該區(qū)析出TiH2量增加,增大熱影響區(qū)脆性,另外由于氫化物析出時體積膨脹引起較大的組織應(yīng)力,再加上氫原子向該區(qū)的高應(yīng)力部位擴散及聚集,以致形成裂紋。防止這種延遲裂紋產(chǎn)生的辦法,主要是減少焊接接頭氫的來源。
鈦管焊接時,氣孔是經(jīng)常碰到的一個主要問題。形成氣孔的根本原因是由于氫影響的結(jié)果。防止產(chǎn)生氣孔的工藝措施主要有:
1)在高純度的氬氣保護(hù)下進(jìn)行焊接,氬氣純度不應(yīng)低于99.99%
2)徹底清除鈦管、鈦板和鈦板管眼表面上的氧化皮油污等有機物。可以用化學(xué)和機械方法清洗。
3)對熔池施以良好的氣體保護(hù),控制好氬氣的流量及流速,防止產(chǎn)生紊流現(xiàn)象,影響保護(hù)效果。
4)選擇焊接合適的工藝參數(shù)、焊接規(guī)范,增加深池停留時間使用便于氣泡逸出,可有效地減少氣孔。
在進(jìn)行
鈦合金焊接時,因氬弧焊槍形成的氬氣氣體保護(hù)層只能保護(hù)好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對已凝固而處于高溫狀態(tài)附近的焊縫及其附近區(qū)域則無保護(hù)作用,而處于這種狀態(tài)的鈦管焊縫及其附近的區(qū)域仍有很強的吸收空氣中的氮及氧的能力。隨氧化程度逐步加重,鈦合金焊縫顏色發(fā)生變化及焊縫塑性下降的規(guī)律。銀白色(無氧化),金黃色(TiO,輕微氧化),藍(lán)色(Ti2O3 ,氧化稍為嚴(yán)重),灰色(TiO2,氧化嚴(yán)重)。鈦合金焊接時,焊接接頭產(chǎn)生熱裂紋的可能性很小,這是因為鈦及鈦合金中S、P、C等雜質(zhì)含量很少,由S、P形成的低熔點共晶在晶界很少生成,加之有效結(jié)晶溫度區(qū)間窄小,鈦及鈦合金凝固時收縮量小,焊縫金屬不會產(chǎn)生熱裂紋。