有關(guān)工業(yè)純鈦TA2的焊接分析思考

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，其表面顏色會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焊接時的愛護范圍，本文利用鎢氬弧焊來對TA2進行對接焊接試驗，通過金相分析與力學性能檢驗來對其工藝參數(shù)進行確定，經(jīng)過試驗，在400時TA2表面顏色呈現(xiàn)出金黃色，需要在此溫度時進行愛護，樣件的力學性能符合設(shè)計要求，說明參數(shù)牢靠，可以用于指導生產(chǎn)。 工業(yè)純鈦基于其良好的化學性能與物理性能，在多個惡劣的環(huán)境中應用。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，就可能會導致焊接質(zhì)量受到嚴峻影響。在鈦設(shè)備制造中，焊

2、接工藝是一項重要的工藝掌握過程，實行合理的工藝參數(shù)將會對焊縫的質(zhì)量起到重要的保證作用。本文通過對工業(yè)純鈦TA2的焊接試驗來對焊接工藝進行分析。 TA2的物理特性與化學特性 純鈦的力學性能與其純度有著直接的關(guān)系，間隙雜質(zhì)含量增加，強度雖上升，但塑性將會大幅度降低。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。純鈦的強度隨著溫度的上升而不斷降低，當加熱到250時抗拉強度將會削減到原來的一半。它的疲憊性能與鋼類似，具有較為明顯的物理疲憊極限，純鈦的反復彎曲疲憊極限為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。鈦的化學性能高，溫度上升時，簡單粘附刀具，造成粘結(jié)磨損。 TA2的焊接特點 在較高的溫度下，鈦與氫、碳等都有著較強的親和力，氫在250的鈦中溶解度可以達到33%以上。一旦氫在鈦中溶解，將會造成氣孔的現(xiàn)象，同時將會形成氫化鈦，沿滑移面析出，增加了金屬中的含氧量，使韌性急劇下降，有可能會造成裂紋的產(chǎn)生。間隙雜質(zhì)在特別的條件下也會引起焊縫的斷裂。高溫下的鈦與碳將會生成碳化鈦，導致焊縫塑性下降，造成肯定的裂縫問題，假如愛護不當，也將會汲取進雜質(zhì)。為了確保鈦的焊接質(zhì)量牢靠，在材料預備時

4、要掌握好雜質(zhì)成分，準時清除污染物，在焊接過程中做好愛護。 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，通過對焊接工藝參數(shù)的選擇，可以實現(xiàn)良好的焊縫質(zhì)量，但這種焊接方法效率較低，在焊縫中簡單產(chǎn)生氣孔問題或其他的焊接缺陷。鎢極愛護焊的脈沖頻率對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)定性與重復性差，在應用進程中受到了肯定的影響。在進行等離子弧焊時需要利用先進的掌握技術(shù)，不斷提高自動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)實際狀況而定。 焊接工藝試驗 4.1試

5、驗預備 本次焊接試驗選擇母材為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)備為時代WS-400型氬弧焊機。在試驗中采納V形坡口。在焊接前，對工件的坡口表面進行機械清理、酸洗，再用清水沖洗潔凈，最終使用丙酮對工件及焊絲進行擦洗。 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）焊槍拖罩背面愛護罩90-11012-1410-152.410012-1520-2550-80 4.2焊接結(jié)果分析 由于TA2的熔點較高、熱導率低，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，在沒有經(jīng)過任何愛護的狀況下，TA2在200300時不變色，在400時，表面將會呈現(xiàn)出金黃色，在600時產(chǎn)生藍色，而在800時將會變成深灰色。TA2的溫度不斷增高，表面顏色會隨之發(fā)生一系列的變化，焊接接頭的性能也會由于氧化物的殘留而受到影響，所以在焊接時，需要進行惰性氣體愛護，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)來對焊接質(zhì)量進行驗證分析，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的流量進行施焊，而在其次組則對三個

7、部位分別施以15L/min、20L/min、10L/min的流量進行施焊。 通過對兩個焊接試樣進行分析，采納第一組氬氣流量愛護的焊接試樣表面呈現(xiàn)出藍色，且表面氧化較為嚴峻，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護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進行透照，X射線底片顯示：采納第一組氬氣流量愛護的焊接試樣中消失許多氣孔及裂紋，根據(jù)JB/T4730.2-2021標準，評判為級。而其次組焊接試樣則評判為級合格。分析認為評判為級的焊接試樣主要是由于在施焊的過程中，氬氣的愛護流量不夠，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，氣體沒有準時的逸出，從而導致了焊接接頭的脆化，產(chǎn)生了的氣孔及裂紋。 通過對工業(yè)純鈦TA2的焊接試驗，對焊接工藝過程進行分析，在高溫焊接時，假如愛護氣體流量不夠 ，將會對焊縫的質(zhì)量造成很大的影響。為了使惰性氣體能夠有效的愛護焊接區(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程中得到充分的愛護。通過采納合理的焊接工藝參數(shù)，確定好合適的愛護氣體流量，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護的焊接方法也存在肯定的