① 什么是钛合金材料焊接常用的焊接方法有哪些
通过加热或加压,或两者并用,使用或不用填充材料,使钛合金材料的工件达到原子结合的方法。
钛及钛合金常用的焊接方法有:溶融焊接、钎焊、固相结合、机械结合等。其中,熔融焊接用途最广泛,可分为:电弧焊、电子束焊、电阻焊等,使用较多的是惰性气体。
钛材料的焊接性,取决于材料本身的化学活性和物理性能。室温下,钛的表面具有薄而致密的氧化膜,性能稳定。随着温度的升高,钛的活性急剧增大,当焊接温度高于600℃时,致密的氧化膜被破坏,气体能通过疏松的氧化膜向金属内部扩散、和氢、氧、氮等元素产生剧烈化学反应,这些元素以间隙杂质存在于钛中,使其焊接接
头的性能特别是塑性下降。氢气的存在也常是焊接出现气孔和冷裂的原因。
② 钛管怎样焊接
氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊,毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%,严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。
由于钛及钛合金的化学活性大,易被氧气、氮气、氢气污染,所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔(或氧丙烷等)气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。
(2)钛焊接使用的是什么气体扩展阅读
钛为同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。
室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
1、α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
2、β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。
3、α+β钛合金
它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+β钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。
热处理:钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
③ 钛合金用什么焊接
钛合金用直流氩弧焊接,对于气体的保护要求比较严格,一般是用大瓷嘴保护,背面充氩保护,而焊丝则选用钛合金通用性比较好的焊丝威欧丁301钛合金焊丝。
④ 钛合金的焊接性如何
焊接性还可以,前处理和后处理要求比较严格,采用氩弧焊最好
⑤ 铝钛合金焊接用什么焊
用氩弧焊焊接最为合适,焊接方法如下:
1、焊接方法:以GTAW为主,纯钛焊接的话焊丝 ERTi-1/2等,钛合金的话用钛合金焊丝。。。
2、焊接清理:钛焊接过程对坡口表面和附近的污物非常敏感,故焊接前坡口及两侧至少20mm范围内应使用丙酮清理干净并在干燥后焊接。。。
3、气体保护:钛材料的焊接用使用99.99%Ar作为保护气,气体露点-40度以下;坡口正面与反面都应该使用保护气,保护拖罩应保证焊缝金属颜色为银白色或者金黄色。如果出现兰色则应加大加长保护气拖罩。。。
4、焊接电流:一般小电流焊接对焊缝质量最有好处,一般的厚度90-120A为合适,有效率也能保证质量,如果特别薄的材料,需要进一步降低电流。。。
5、钛焊缝检验,肉眼检测无缺陷后用PT检测,不得存在气孔、裂纹等缺陷;依据图纸要求RT。。。
⑥ 钛和不锈钢能焊吗用什么焊(条)
钛和不锈钢能焊,但不能用焊条来焊。
钛和不锈钢焊接采用的方法有:爆炸焊、摩擦焊、钎焊、闪光对焊、扩散焊。
钛和钛合金与不锈钢焊接的主要难点是:
1、熔点差距大,约150℃,会造成Fe流失,合金元素烧损或蒸发,使焊接接头难以焊合;
2、铁与钛极易生成金属间化合物,如TiFe、TiFe2、Ti2Fe等,另外不锈钢中的合金元素铬和镍也能够与钛形成脆性的金属间化合物,同时钛还是强碳化物形成元素,与钢中的碳会化合形成形成脆性的TiC。
钛、铁、铬和镍之间还可能形成多元复合脆性金属间化合物,由于金属间化合物具有较大的脆性使接头脆化,在焊接应力的作用下容易导致焊缝产生裂纹甚至断裂,导致接头的塑性和高温性能变差。
3、 二者热导率、比热容和线膨胀系数的差异大,导致焊缝晶粒粗大,焊接变形大。
(6)钛焊接使用的是什么气体扩展阅读:
焊接通过下列三种途径达成接合的目的:
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力。
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
⑦ 钛管焊接要点
钛管有较高的强度、良好的塑性韧性和耐蚀性,在航天、造船、化工中的应用越来越广泛。要想更好的利用钛管,必须掌握其焊接性。本文主要阐述了钛管的焊接工艺,为今后钛管的焊接提供了有益的借鉴。
1.焊接材料
焊丝:ERTi—2;焊接方法:GTAW(手工钨极氩弧焊)
保护气:用纯度为99.995%,含水量不应大于50Mg%m3的氩气,对焊接熔池及焊接接头内外表面温度高于400℃的区域均采用氩气保护。
2.焊前准备
(1)坡口加工
钛管切割后,采用氧化铝砂轮机打磨出坡口,如下图所示,加工坡口不允许使母材产生过热变色。
(2)坡口及焊丝清理
a.坡口及其两侧各50mm以内的内外表面进行清理,清理程序如下:
磨光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。
清洗后不能直接进行焊接作业,待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时,须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。
b.焊丝也用沾丙酮的海绵擦拭干净,并存放在专用的焊丝盒内。
c.操作人员在焊接过成中必须戴洁净的手套。
3.焊接工艺规范
(1)焊接规范:如下表
(2)焊接时应在合格的工艺参数范围内选用小线能量焊接,一般控制在6~35KJ/cm,宜采用小电流,慢速焊。
(3)层间温度不得高于200℃,防止高温时间过长晶粒长大。
(4)为保护断弧后收弧处的表面,应待焊接点温度在300℃以下,(时间在15~60s,可根据管径由小到大而逐渐延长)后再停止送气保护。
(5)充氩保护:具体措施如下:
a.对于DN大于等于450的管子焊接时,管内工作人员戴上防毒面具,手持保护罩对焊接熔池背面进行保护。
b.对于DN小于450的管子或固定口焊接时,整体充氩保护,在管子内表面距离坡口150—300mm处采用可溶纸密封,再塞入一团可溶纸防止管内气压过大将密封可溶纸破坏,然后充入氩气将管内空气排净。焊接前必须充分预充氩气,焊后应延时充氩,以使高温区充分冷却,防止表面氧化。
(6)焊接过程中填充焊丝应始终保持在氩气的保护之下。熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中,应在焊缝脱离保护时取出。焊丝如被污染、氧化变色时,污染部分应予以切除。
(7)不得在焊件表面引弧或试验电弧;收弧时应将弧坑填满,多层焊的层间接头相互错开。
(8)除有特殊要求外,每条焊缝应一次连续焊完,如因故被迫中断,再焊时必须进行检查,确认无裂纹后方可继续施焊。
(9)如果焊接作业时不慎出现夹钨时,应停止焊接作业,用磨光机清除钨点,钨级端部重新打磨,达到要求后方可重新进行焊接作业。
⑧ 钛材焊接时能用高纯氮气作保护气体吗
焊接金属时,因为金属在高温条件下易与氧气发生氧化反应,一般采用不与金属反应、化学性质稳定的气体作为保护气,以避免金属与氧气接触,如氮气、二氧化碳、稀有气体等.
⑨ 钛合金用什么焊能焊接
焊接方法:以GTAW为主,纯钛焊接的话焊丝ERTi-1/2等,钛合金的话用钛合金焊丝。2焊接清理:钛焊接过程对坡口表面和附近的污物非常敏感,故焊接前坡口及两侧至少20mm范围内应使用丙酮清理干净并在干燥后焊接。3气体保护:钛材料的焊接用使用99.99%Ar作为保护气,气体露点-40度以下。4坡口正面与反面都应该使用保护气,保护拖罩应保证焊缝金属颜色为银白色或者金黄色,如果出现兰色则应加大加长保护气拖罩。5焊接电流:一般小电流焊接对焊缝质量最有好处,一般的厚度90-120A为合适,有效率也能保证质量,如果特别薄的材料,需要进一步降低电流。6钛焊缝检验,肉眼检测无缺陷后用PT检测,不得存在气孔、裂纹等缺陷;依据图纸要求RT。
⑩ 焊接用气体的分类及作用,如何选用焊接用气体
焊接用气体主要是指焊接或切割时所使用的各种气体。根据气体在工作过程中作用,焊接用气体可分为保护气体和气焊、切割用气体两大类。
(1)保护气体:保护气体是指气体保护焊时所用的起保护作用的气体,主要包括二氧化碳(CO2),氩气(Ar),氦气(He),氧气(O2)、氮气(N2)、氢气(H2)及其混合气体(如Ar+He、Ar+CO2、Ar+CO2+O2等)。国际焊接学会指出,保护气体统一按氧化势进行分类,并确定分类指标的简单计算公式为:分类指标=O2%+1/2CO2%。在此公式的基础上,根据保护气体的氧化势可将保护气体分成五类,即惰性气体或还原性气体(I类)、弱氧化性气体(M1类)、中等氧化性气体(M2类)、强氧化性气体(M3和C类)。保护气体各类型的氧化势指标见表4-17。
(2)气焊、切割用气体:根据气体的性质,气焊、切割用气体又可分为助燃气体(O2)和可燃气体两类。可然气体与氧气混合燃烧时,放出大量的热,形成热量集中的高温火焰,可将金属加热熔化。气焊、切割时常用的可然气体主要是乙炔(C2H2),其他推广使用的可燃气体还有丙烷(C3H8 )、丙烯(C3H6)、天然气(以甲烷CH4为主)、液化石油气(以丙烷为主)等。
如何选用焊接用气体
气体保护焊、等离子弧焊、气焊、切割、保护气氛中钎焊等都要使用相应的气体。焊接用气体的选用主要取决于焊接、切割方法和被焊金属的性质,其次还应考虑焊接接头的质量要求、焊件厚度和焊接位置等因素。
(1)根据焊接方法选用气体
采用的焊接方法不同,焊接、切割或保护用气体也不同,焊接方法与焊接用气体如表4-18所示。
(2)根据被焊材料选用气体
在气体保护焊中,除了自保护焊丝外,均需选择适当的保护气体。总体来讲,保护气只有惰性气体和活性气体两类,其选择原则是:对于易氧化的金属如铝、镁、钛、铜、铬等及其合金,应选用惰性气体(Ar、He或Ar+He等)进行保护;对碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热钢等,宜选用活性气体(如C02、Ar + C02、Ar + 02、Ar+CO2+02等)保护,以细化晶粒,克服电弧阴极斑点漂移,减少焊道咬边等缺陷。从生产效率考虑,在Ar中加入He、N2、H2、C02、02等气体,可增加母材的输入热量,提高焊接速度。如焊接大厚度的铝及铝合金板时,推荐用Ar + He;焊接铜及铜合金时推荐用Ar + He或Ar+N2,焊接不锈钢时可采用Ar + C02、,Ar + 02等。
保护气体的选用还必须与焊丝相匹配。如含Mn、Si量较高的C02焊焊丝,若在富氩气氛中焊接,熔敷金属的合金含量偏高,强度增高;反之,富氩条件所用的焊丝若用CO2气体进行焊接,则由于合金元素的烧损,熔敷金属中合金元素偏少,焊缝性能降低。