1、 有關(guān)工業(yè)純鈦TA2的焊接分析思考 焊接工業(yè)純鈦TA2時(shí)，其表面顏色會(huì)隨著溫度的上升呈現(xiàn)出不同的變化，依據(jù)這些變化，可以確定在TA2焊接時(shí)的愛(ài)護(hù)范圍，本文利用鎢氬弧焊來(lái)對(duì)TA2進(jìn)行對(duì)接焊接試驗(yàn)，通過(guò)金相分析與力學(xué)性能檢驗(yàn)來(lái)對(duì)其工藝參數(shù)進(jìn)行確定，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在400時(shí)TA2表面顏色呈現(xiàn)出金黃色，需要在此溫度時(shí)進(jìn)行愛(ài)護(hù)，樣件的力學(xué)性能符合設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明參數(shù)牢靠，可以用于指導(dǎo)生產(chǎn)。 工業(yè)純鈦基于其良好的化學(xué)性能與物理性能，在多個(gè)惡劣的環(huán)境中應(yīng)用。目前鈦制設(shè)備已經(jīng)在石油化工、海洋工程等領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。工業(yè)純鈦焊接要求較高，稍有外界因素污染干擾，就可能會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量受到嚴(yán)峻影響。在鈦設(shè)備制造中，焊

2、接工藝是一項(xiàng)重要的工藝掌握過(guò)程，實(shí)行合理的工藝參數(shù)將會(huì)對(duì)焊縫的質(zhì)量起到重要的保證作用。本文通過(guò)對(duì)工業(yè)純鈦TA2的焊接試驗(yàn)來(lái)對(duì)焊接工藝進(jìn)行分析。 TA2的物理特性與化學(xué)特性 純鈦的力學(xué)性能與其純度有著直接的關(guān)系，間隙雜質(zhì)含量增加，強(qiáng)度雖上升，但塑性將會(huì)大幅度降低。工業(yè)純鈦的切削加工難度較大，是由于它的摩擦系數(shù)較大，導(dǎo)熱性低，熱量集中于刀尖上，刀尖很快熔化。在常溫下，鈦的塑性要比其他的六方結(jié)構(gòu)金屬高許多。純鈦的強(qiáng)度隨著溫度的上升而不斷降低，當(dāng)加熱到250時(shí)抗拉強(qiáng)度將會(huì)削減到原來(lái)的一半。它的疲憊性能與鋼類(lèi)似，具有較為明顯的物理疲憊極限，純鈦的反復(fù)彎曲疲憊極限為0.6-0.8Rm，其耐熱性比鐵要低一些

3、，鈦可以進(jìn)行一些鍛造、軋制、擠壓等各壓力狀態(tài)下的加工，加熱鋼材用的設(shè)備可以用鈦材，要求爐內(nèi)有弱氧化性，不行使用氫氣加熱。鈦的化學(xué)性能高，溫度上升時(shí)，簡(jiǎn)單粘附刀具，造成粘結(jié)磨損。 TA2的焊接特點(diǎn) 在較高的溫度下，鈦與氫、碳等都有著較強(qiáng)的親和力，氫在250的鈦中溶解度可以達(dá)到33%以上。一旦氫在鈦中溶解，將會(huì)造成氣孔的現(xiàn)象，同時(shí)將會(huì)形成氫化鈦，沿滑移面析出，增加了金屬中的含氧量，使韌性急劇下降，有可能會(huì)造成裂紋的產(chǎn)生。間隙雜質(zhì)在特別的條件下也會(huì)引起焊縫的斷裂。高溫下的鈦與碳將會(huì)生成碳化鈦，導(dǎo)致焊縫塑性下降，造成肯定的裂縫問(wèn)題，假如愛(ài)護(hù)不當(dāng)，也將會(huì)汲取進(jìn)雜質(zhì)。為了確保鈦的焊接質(zhì)量牢靠，在材料預(yù)備時(shí)

4、要掌握好雜質(zhì)成分，準(zhǔn)時(shí)清除污染物，在焊接過(guò)程中做好愛(ài)護(hù)。 目前，鎢極氬弧焊是鈦與鈦合金焊接最常用的焊接方法，也是連接薄板與打底焊最好的焊接方法之一，通過(guò)對(duì)焊接工藝參數(shù)的選擇，可以實(shí)現(xiàn)良好的焊縫質(zhì)量，但這種焊接方法效率較低，在焊縫中簡(jiǎn)單產(chǎn)生氣孔問(wèn)題或其他的焊接缺陷。鎢極愛(ài)護(hù)焊的脈沖頻率對(duì)于鈦合金的晶粒尺寸與形態(tài)都有著肯定的影響。等離子弧焊的焊接規(guī)范窄，其焊接穩(wěn)定性與重復(fù)性差，在應(yīng)用進(jìn)程中受到了肯定的影響。在進(jìn)行等離子弧焊時(shí)需要利用先進(jìn)的掌握技術(shù)，不斷提高自動(dòng)化與掌握精確化程度。另外焊接鈦材還有真空電子束焊、激光焊、集中焊與釬焊等，選用什么樣的焊接方法，要依據(jù)實(shí)際狀況而定。 焊接工藝試驗(yàn) 4.1試

5、驗(yàn)預(yù)備 本次焊接試驗(yàn)選擇母材為4mm厚的TA2板，焊絲采納直徑為2.4mm的ERTA2，氬氣的純度為99.99%。選用鎢極氬弧焊，焊接設(shè)備為時(shí)代WS-400型氬弧焊機(jī)。在試驗(yàn)中采納V形坡口。在焊接前，對(duì)工件的坡口表面進(jìn)行機(jī)械清理、酸洗，再用清水沖洗潔凈，最終使用丙酮對(duì)工件及焊絲進(jìn)行擦洗。 擬采納的焊接工藝參數(shù)如下表： 焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（/min）焊絲直徑（）層間溫度（）氬氣流量（L/min）焊槍拖罩背面愛(ài)護(hù)罩90-11012-1410-152.410012-1520-2550-80 4.2焊接結(jié)果分析 由于TA2的熔點(diǎn)較高、熱導(dǎo)率低，所以需要采納較小的焊接熱輸入，從而削減焊

6、接熱影響區(qū)。有資料顯示，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何愛(ài)護(hù)的狀況下，TA2在200300時(shí)不變色，在400時(shí)，表面將會(huì)呈現(xiàn)出金黃色，在600時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色，而在800時(shí)將會(huì)變成深灰色。TA2的溫度不斷增高，表面顏色會(huì)隨之發(fā)生一系列的變化，焊接接頭的性能也會(huì)由于氧化物的殘留而受到影響，所以在焊接時(shí)，需要進(jìn)行惰性氣體愛(ài)護(hù)，以防止空氣侵入到焊接區(qū)域中。 擬采納兩組焊接工藝參數(shù)來(lái)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證分析，工藝參數(shù)的選取根據(jù)上表所示，焊接電流選95A，焊接電壓選13V，焊接速度維持在12/min。氬氣的流量有所不同，第一組在噴嘴、正面與背面分別施以10L/min、10L/min、5L/min的流量進(jìn)行施焊，而在其次組則對(duì)三個(gè)

7、部位分別施以15L/min、20L/min、10L/min的流量進(jìn)行施焊。 通過(guò)對(duì)兩個(gè)焊接試樣進(jìn)行分析，采納第一組氬氣流量愛(ài)護(hù)的焊接試樣表面呈現(xiàn)出藍(lán)色，且表面氧化較為嚴(yán)峻，還可以很明顯地看到試樣表面的裂紋；而采納其次組氬氣流量愛(ài)護(hù)的焊接試樣的表面呈現(xiàn)出光亮銀白色，肉眼也看不到有裂紋。再用探傷設(shè)備XXH-2505進(jìn)行透照，X射線(xiàn)底片顯示：采納第一組氬氣流量愛(ài)護(hù)的焊接試樣中消失許多氣孔及裂紋，根據(jù)JB/T4730.2-2021標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)判為級(jí)。而其次組焊接試樣則評(píng)判為級(jí)合格。分析認(rèn)為評(píng)判為級(jí)的焊接試樣主要是由于在施焊的過(guò)程中，氬氣的愛(ài)護(hù)流量不夠，造成空氣中氫、氮、氧侵入到焊接區(qū)域中，與鈦形成了雜質(zhì)混合物，在焊縫凝固時(shí)，氣體沒(méi)有準(zhǔn)時(shí)的逸出，從而導(dǎo)致了焊接接頭的脆化，產(chǎn)生了的氣孔及裂紋。 通過(guò)對(duì)工業(yè)純鈦TA2的焊接試驗(yàn)，對(duì)焊接工藝過(guò)程進(jìn)行分析，在高溫焊接時(shí)，假如愛(ài)護(hù)氣體流量不夠 ，將會(huì)對(duì)焊縫的質(zhì)量造成很大的影響。為了使惰性氣體能夠有效的愛(ài)護(hù)焊接區(qū)域，需要提前送氣，而在焊接完成后滯后停氣，從而使鈦在焊接的過(guò)程中得到充分的愛(ài)護(hù)。通過(guò)采納合理的焊接工藝參數(shù)，確定好合適的愛(ài)護(hù)氣體流量，可以有效提高鈦的焊接質(zhì)量，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，但是采納惰性氣體愛(ài)護(hù)的焊接方法也存在肯定的