鈦材焊接質量的影響因素及修復_www.nmware.com
鈦是非?；顫姷慕饘?高溫下與碳、氫、氧、氮等有很強的親和力,在焊縫中生成氫化鈦、碳化鈦、氧化鈦、氮化鈦等脆性化合物,使焊縫的塑性韌性下降。鈦的導熱系數(shù)小,熔點較高,焊接時容易出現(xiàn)熱量集中,高溫停留時間過長,會導致焊縫晶粒粗大,降低焊接接頭的綜合性能。因此,鈦材的焊接必須有良好氣體保護措施和合理的焊接參規(guī)范。鈦材焊接時，焊接環(huán)境的清潔、焊前對焊絲和工件的清理、焊接時保護氣體的純度和400℃以上高溫區(qū)域的有效保護是影響焊接質量的重要因素。從焊接工藝評定的結果可以看出，焊接接頭性能滿足技術要求，證明焊接評定試驗所采用的焊接工藝參數(shù)合理、可靠，可以用于產品焊縫的焊接。
氣體雜質對焊縫金屬性能的影響。鈦具有很高的化學活潑性，與空氣中的氧、氮有極高的親和力。在較低的溫度下，鈦與氧相互作用生成一層致密的氧化膜，隨著溫度的提高，氧化膜的厚度隨之增厚，超過600℃鈦開始吸氧并使氧溶解到鈦中。溫度再高，
鈦的活性就會急劇增加并與氧發(fā)生激烈反應而生鈦氧化物。鈦300℃以上開始吸氫，在700℃以上開始吸氮。氧和氮對鈦污染的結果是使鈦強度和硬度增高而塑性降低。氮比氧的影響程度更大，氫在鈦中含量從0.01%～0.05%會使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降，而塑性卻下降較少。這是氫化物引起的脆性，即所常說的“氫脆”。氫也是引發(fā)焊縫產生氣孔的根源。
1.氣體雜質對焊縫金屬性能的影響；2.其他雜質對焊縫金屬性能的影響；3.焊接金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化；4.氣孔是鈦焊縫中常見和較難避免的缺陷。
缺陷的修復：
1. 微小缺陷的局部修復。鈦合金接頭上的微小缺陷( 如疏松) 的修復是非常輕易的。采用鉆孔或打磨的方法將受影響的區(qū)域清理干凈，然后進行填補。需要留意的是一定要確保焊補金屬已經完全填充了修補區(qū)。
2. 線性顯示的修復。假如X 光底片顯示疏松已經呈線性顯示，則可以采用表面重熔的辦法進行修復。該表面重熔時所采用的能量應當比先前焊接時所采用的能量要大，以確保將潛伏的疏松均熔化透。假如該方法不奏效，或者該缺陷本身就非常嚴重，則只好將整個焊接區(qū)清理干凈，然后重新焊接。這一缺陷的修補費力而且會增加本錢，在操縱時一定要留意保證質量。
3. 變形。由于焊接時局部熱輸進較大，而且鈦合金導熱性差，從而在焊接處四周產生非線性應力。開始時熔池由于金屬被加熱而形成，從而在熔池四周產生應力集中。然而，由于金屬的基體大，而熔池和熱影響區(qū)相對區(qū)域要小，從而應力在接頭和熱影響區(qū)四周累積。假如由于熱膨脹產生的力超過了基體金屬的壓應力，則局部塑性變形就導致結構的永久變形。變形的類型和程度主要受材料的性質、受約束的程度、接頭的設計、添料方式和焊接過程所影響。
4. 基體材料性質。影響變形的基體材料性質主要有熱膨脹系數(shù)(系數(shù)越大，變形越輕易) 、單位體積的熱容( 熱容越小越輕易變形) 等。由于變形是張應力和材料壓受力相互作用的結果，因此熱膨脹系數(shù)對變形程度具有至關重要的影響。簡單的計算和實際操縱發(fā)現(xiàn)鈦合金變形的程度位于鋼和不銹鋼之間( 即變形程度稍高于鋼而稍低于奧氏體不銹鋼) 。
5. 抑制夾具。假如零件在焊接時不進行夾持，則它的變形會導致應力得到開釋。因此各種用來防止移動和變形的夾持方法在焊接時得到應用。但需要指出的是，夾持越緊，則在材料中產生的應力越大。所以為了減少變形，首先要使用剛性夾具并在夾具上進行冷卻，從而限制變形；焊接工藝上要采取對稱性的焊接操縱和公道的焊接順序，由于使用了剛性夾具固然使變形得到抑制，但夾具往掉后還會產生新的變形；焊接夾具的壓力一定要均勻，否則也會產生變形。
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