Технология сварки титана и титановых сплавов

- Feb 29, 2020-

--- Технология сварки титана и титановых сплавов ---

Сварочные свойства титана и титановых сплавов имеют много существенных характеристик. Эти сварочные характеристики определяются физико-химическими свойствами титана и титановых сплавов.

1. Влияние газовых и примесных загрязнений на сварочные характеристики

При нормальной температуре титан и титановые сплавы относительно стабильны. Однако в таблице испытаний в процессе сварки жидкие капли и расплавленные металлы ванны сильно поглощают водород, кислород и азот, и эти газы взаимодействуют с ними в твердом состоянии. По мере повышения температуры способность титана и титановых сплавов поглощать водород, кислород и азот также значительно возрастает. Он начинает поглощать водород при температуре 250 ° C, начинает поглощать кислород при 400 ° C и начинает поглощать азот при 600 ° C. Эти газы после поглощения поглощают Непосредственно вызывает охрупчивание сварного соединения, что является очень важным фактором, влияющим на качество сварки.

titanium welded component

(1) Водород является наиболее влиятельным фактором в механических свойствах титана в водородных примесях. Изменение содержания водорода в сварном шве наиболее существенно влияет на ударопрочность сварного шва. Основная причина заключается в том, что по мере увеличения количества водородной бомбы в сварном шве количество осажденного в игле хлопьевидного или игольчатого TiH 2 увеличивается. Прочность TiH 2 очень низкая, поэтому эффект листового или игольчатого HiH 2 надрезается, и эффективность комбинированного удара значительно снижается; Влияние изменений содержания водорода в сварном шве на улучшение прочности и пластичности не очень очевидно.

(2) Влияние кислорода Кислород имеет более высокую степень плавления как в α-фазе, так и в β-фазе титана и может образовывать твердую фазу внедрения. Хрустальные раны с использованием правильного титана серьезно искажены, что увеличивает твердость титана и титановых сплавов. И прочность, но пластичность значительно снижается. Чтобы обеспечить эффективность сварного соединения, помимо строгого предотвращения основного окисления сварного шва и сварки в зависимости от зоны термического влияния во время процесса сварки, содержание кислорода в основном металле и сварочной проволоке также должно быть ограниченным.

(3) Влияние азота При высоких температурах выше 700 ° C азот и титан оказывают драматическое воздействие, образуя хрупкий и твердый нитрид титана (riN) и степень искажения решетки, вызванную азотом и титаном. образование зазора твердого раствора по сравнению с последствиями, вызванными количеством кислорода, являются более серьезными. Следовательно, азот оказывает более существенное влияние на повышение прочности на разрыв и твердости промышленных сварных швов из чистого титана и снижение пластических свойств сварных швов по сравнению с кислородом.

(4) Влияние углерода Углерод также является распространенной примесью в титане и титановых сплавах. Эксперименты показывают, что, когда содержание углерода составляет 0. 13%, углерод глубоко в α-титане, предел прочности сварного шва несколько увеличивается, а пластичность несколько снижается, но меньше, чем у кислорода. Эффект азота сильный. Однако, когда содержание углерода в сварном шве было дополнительно увеличено, в сварном шве появилась сетка TiC, и ее количество увеличилось с увеличением содержания углерода, что привело к резкому снижению пластичности сварного шва, и под воздействием легко образовались трещины сварочного напряжения. Следовательно, содержание углерода в основном материале из титана и титанового сплава составляет не более 0. 1%, а содержание углерода в сварном шве не превышает содержание углерода в основном материале.

2. Проблема трещины в сварном шве

Gr2 titanium welding

При сварке титана и титановых сплавов вероятность термических трещин в сварном соединении очень мала. Это связано с тем, что содержание примесей, таких как S, P и C, в титане и титановых сплавах невелико, а эвтектика с низкой температурой плавления, образованная S и P, не так легко найти на границе зерен, плюс эффективный интервал температур кристаллизации

Узкая, небольшая усадка титана и титановых сплавов при затвердевании, а металл шва не будет создавать термических трещин. Холодная сварка титана и титановых сплавов может происходить в зоне термического влияния вовремя, которая характеризуется появлением трещин через несколько часов или более после сварки, что называется замедленным растрескиванием. Исследования показали, что эта трещина связана с диффузией водородных бомб во время сварки. В процессе сварки водород диффундирует из высокотемпературного глубокого бассейна в зону термического влияния при более низкой температуре. Увеличение содержания водорода увеличивает количество TiH 2 , осажденного в этой зоне, увеличивая хрупкость зоны термического влияния. Кроме того, из-за увеличения объема во время осаждения гидрида, большее напряжение в ткани. Кроме того, атомы водорода диффундируют и накапливаются в частях области с высоким напряжением, так что образуются трещины. Способ предотвращения таких отсроченных трещин заключается в основном в уменьшении источника водорода в сварных соединениях. Когда счета также отправляются, пламя подавляется.


3. Забойная проблема в сварном шве

Пористость является распространенной проблемой при сварке титана и титановых сплавов. Коренная причина устьиц - результат воздействия водорода. Формирование пор в металле сварного шва в основном влияет на усталостную прочность соединения. Основными технологическими мероприятиями по профилактике пор являются:

(1) Защита неонового газа должна быть чистой, а чистота должна быть не менее 99. 99%

(2) Тщательно удалите органические вещества, такие как накипь, с поверхности сварочной детали и поверхности сварочной проволоки.

(3) Обеспечить хорошую защиту от газа в расплавленной ванне, контролировать поток и скорость газа аргона, предотвращать турбулентность и влиять на эффект защиты.

(4) Правильно выберите параметры процесса сварки, увеличьте время пребывания в глубоком бассейне и право использовать пузырьки для выхода, что может эффективно уменьшить поры.

Titanium heat exchanger