鈦材在焊接時(shí)受哪些元素的影響?
鈦及鈦合金焊接時(shí)保護(hù)要求非常嚴(yán)格,當(dāng)焊縫含碳量為0.55%時(shí),焊縫塑性幾乎全部消失而變成非常脆的材料,焊后熱處置也無法消除此種脆性。
鈦合金中有很多元素,它們對鈦的物理性能都有影響,其中碳是鈦及鈦合金中常見的雜質(zhì),當(dāng)碳含量為0.13%以下時(shí),碳因在α鈦中,焊縫強(qiáng)度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強(qiáng)烈。但是當(dāng)進(jìn)一步提高焊縫含碳量時(shí),焊縫卻出現(xiàn)網(wǎng)狀TiC其數(shù)量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,焊接應(yīng)力作用下易出現(xiàn)裂紋。
鈦管焊縫缺陷是由于鈦管焊接時(shí),因氬弧焊槍形成的氬氣氣體維護(hù)層只能維護(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(qiáng)的吸收空氣中的氮及氧的能力。
從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,而空氣中含有大量氮和氧。隨氧化水平逐步加重,鈦管焊縫顏色發(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,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化)藍(lán)色(Ti2O3氧化稍微嚴(yán)重)灰色(TiO2氧化嚴(yán)重)。
1.碳的影響
鈦及鈦合金是比較穩(wěn)定的但在焊接過程中,常溫下。液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強(qiáng)烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態(tài)下,這些氣體已與其發(fā)生作用。
隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右鈦開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收后,將會直接引起焊接接頭脆化,影響焊接質(zhì)量的極為重要的因素。
2.氫是影響
其主要原因是隨含氫量增加,氫是氣體雜質(zhì)中對鈦的機(jī)械性能影響最嚴(yán)重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫沖擊性能影響最為顯著。
焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強(qiáng)度很低,故片狀或針狀HiH2作用例以缺口,合沖擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對強(qiáng)度