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鈦材料（liào）焊接技術鈦材專家為您（nín）解讀鈦材焊接技術
一．影響鈦材焊接質量的因素 1.氣體雜質對焊縫金屬性能的影響 鈦具有很（hěn）高的化學活潑性，與空氣中（zhōng）的氧、氮有極高的親和力。在較低的溫度（dù）下，鈦與氧相（xiàng）互作用生成一層致密的（de）氧化膜，隨著溫度的提高，氧化膜的厚度隨（suí）之增厚（hòu），超過600℃鈦開始吸氧並使氧溶解到鈦中。溫度再高，鈦的活性就會（huì）急劇增（zēng）加並與氧發生激（jī）烈反應而生成鈦的氧化物。鈦在300℃以上開（kāi）始吸氫，在700℃以上開始吸氮。氧和氮對鈦汙染的結果是（shì）使鈦強（qiáng）度和硬（yìng）度增高而塑性降低。氮（dàn）比氧的影響程度更大，氫在鈦中含量（liàng）從0.01%%uFF5E0.05%%u4F1A使焊縫金屬的衝擊（jī）韌性急劇下降，而塑性卻下降較少。這是氫化物引（yǐn）起的脆性，即所（suǒ）常說的“氫脆”。氫也是引發焊縫產生氣孔的根源。 熔化焊接過程中，熔池像一個小冶金爐，熔融金屬暴露在大氣中。如果不采取相應的防（fáng）護措施使熔（róng）融的金屬鈦與空（kōng）氣隔絕，則氧（yǎng）、氮、氫等（děng）氣體元素就（jiù）會熔入鈦中，形成脆性氧化物或氮化物，致使焊縫金屬的（de）塑性急劇降低，拉伸強度提高，嚴重的情況下將發生脆斷，塑性（xìng）等於零。 2.其（qí）他雜質（zhì）對焊縫金屬性能的影響 其他雜質是指除（chú）氣體雜質（zhì）外，可能熔（róng）入熔池的雜質。其來源可能是焊接操作環境不清潔、戴髒手套觸摸鈦焊件遺留下油汙、焊接前用棉紗擦洗接頭、坡口可能留下的棉絮、焊接（jiē）生產（chǎn）環境與鋼（gāng）鐵焊接生產混（hún）合可能（néng）產生（shēng）的鐵鏽、水分和其（qí）他一些有機物等。這些汙染物（wù）在電弧高（gāo）溫作用下分解出氧、氫、氮、碳等（děng）元素，然後溶（róng）於熔融（róng）的（de）鈦中。當這些元素的量超過在鈦中的溶（róng）解度時（shí），便形成相（xiàng）應的化合物（TiO2 TiH2 TiN TiC)。這些化合物隨著熔池結晶而進入鈦的晶格中，致使鈦的晶格畸變、歪曲，從而改變了鈦的力學性（xìng）能。 有些微量元素（sù）少量溶入鈦中，如果其量不超過允許的範圍是可以的，有時也是日本1区 2区3卡 四卡所希望（wàng）的。但超量的雜質（zhì）元素含量是不允許（xǔ）的，特別是有（yǒu）機物雜質（zhì），有（yǒu）百害而無一（yī）利，這是因為這些雜質元素除使鈦焊（hàn）接（jiē）的力學性能變差，降低而腐蝕性外，還是焊縫中產生氣孔的根源。 3.焊（hàn）接金屬和接頭熱影響區的組織變化（huà） 鈦是有同素異形體（tǐ）轉變的金屬。在882.5℃開始發生（shēng）組織的固態轉變。882.5℃以下晶體結構為密排六方結構，稱為α鈦；在高於882.5℃時，α結構的鈦轉變為體心立方結構的β鈦。這個轉變過程是熔池由液態變（biàn）為固（gù）態的“瞬間”完成的（de）。而這個“瞬間”長短差異仍對（duì）熔池的結晶形式有影響，“瞬間”越長越有利於柱（zhù）狀晶生（shēng）長。由於鈦（tài）具有（yǒu）熔點高（1668℃），熱容量大和導熱差等特（tè）性（xìng），所以焊接時焊縫受到（dào）焊接線能量大小和焊縫強製冷卻（què）的好壞影響，焊縫處於高溫下滯留的“瞬間”就有差異。“瞬間”稍長給熔池結晶的柱狀晶長大和接頭熱影響加寬提供了條件。這也是（shì）焊（hàn）接接頭塑（sù）性下降的重（chóng）要原因之一。接（jiē）頭的拉（lā）伸強度斷口往往（wǎng）發生在焊縫熱影響區。為了降低這（zhè）一不良影響，鈦焊接時盡量采用較（jiào）軟的焊接規範，即用較小的焊接線能量（liàng）和較快的冷卻速度。 4.氣（qì）孔是鈦焊縫中常見和較（jiào）難避免（miǎn）的缺陷 氣（qì）孔生成（chéng）的機（jī）製（zhì）是焊接過程中（zhōng）溶入液態金屬中的氣體（tǐ）經過擴散、脫溶、成核、長大等過程而形成（chéng）氣泡。由於熔池的（de）凝固結晶速度很快，長大的氣泡來不及逸出液態金屬時就以氣孔的（de）形式殘留在固態金屬中。釀成（chéng）氣孔的氫（qīng）氣和CO等氣體主要源自有機物的汙染物，經電弧熱作用（yòng）所產生的。有時焊接前對焊（hàn）件和焊材做了充分的清潔、清洗，氬氣保（bǎo）護的（de）效（xiào）果也理想，但焊縫中仍然有氣孔。鈦材專家的實踐（jiàn）經驗表明，空氣中的水（shuǐ）分對焊接影（yǐng）響（xiǎng）很大。在實驗中，相（xiàng）對濕度（dù）小於40%%u7684焊接環境下，焊（hàn）縫基本（běn）沒有發現；在（zài）相對濕度大於90%%u4EE5上的環境中，焊縫中存在的氣泡既（jì）多又大。充（chōng）分說明空氣的濕度大（dà）小是氣孔產生（shēng）的重要（yào）原因之（zhī）一。 二．鈦（tài）材的焊接方法（fǎ） 1.手工鎢極氬弧焊 鎢極氬弧焊非（fēi）熔化極電弧焊，是（shì）利（lì）用鎢極與被焊工件之間產（chǎn）生的電弧熱熔化被焊件的接縫並使焊件熔在一起，焊接過程中可以填加焊絲也可以不加焊絲，且鎢極、熔池、焊縫的近縫區以及填加焊絲的熔化端都應處於氬氣的保護中。 施焊一般采（cǎi）用非接觸式的高頻引（yǐn）弧，弧長控製在1.0～1.5倍電極直徑。角焊縫時弧長可稍長，焊嘴向（xiàng）後（反焊接方向（xiàng））傾斜75度。焊接（jiē）電流是電弧焊的最重要技術參數，它對焊縫熔深、焊速、熔敷金屬量以（yǐ）及焊縫質量（liàng）有直接的影（yǐng）響（xiǎng）。鎢極氬弧焊焊鈦常用正接法的（de）焊接電源，即正極連接焊件，負極連接焊把。正接法電弧所產生的熱能（néng）30%%u96C6中在鎢極上，而70%%u7684熱能集中在被焊件上，所以相對反接（jiē）法而言，熔（róng）深較深。電弧（hú）自開始引弧到熄弧必須與氬氣供（gòng）給和停氣的時刻相匹配，即電弧引弧前提前供氣（qì），而電弧熄弧後氬氣必（bì）須（xū）滯後停氣。 2.保護氣體 保護氣體從焊嘴噴出覆蓋了整個鎢極長度和電弧熔化的熔池區免（miǎn）受空氣汙染。常用的氣體是惰性氣體氬或氦（hài）。氬氣（qì）的導熱（rè）係（xì）數（shù）小，在電弧作用下不發生分解（jiě）吸熱，所以氬氣的熱損耗較少，電弧電壓較低（dī），約為8～15V。保（bǎo）護（hù）效果（guǒ）好壞除保護氣體的純度（大於99.98%)%u5F88重要外，還與焊嘴幾何尺寸設計有（yǒu）關，即能保證由焊嘴噴出的（de）氬氣流為層流而不能是紊流。一般情況下，焊嘴高度為（wéi）噴口直徑的1.5倍。 三．鎢極氬弧焊焊接工藝（yì） 1.接（jiē）頭（tóu）與坡口 在鈦材焊接中，各種接頭形式都有（yǒu），如對接，搭接（jiē），角接，管板焊接（jiē）等。板厚一般為1.0～10mm，還有不（bú）同厚度板材相接。接（jiē）頭與坡口對獲得優質焊縫是很重要的。 2.焊前清理 鈦材焊件以及焊絲（填充絲）很（hěn）容易被汙染，如鈦材（cái）生產過程用的潤滑劑殘留以及氧化膜、油汙、油漆、塗層、手印等。如果這些汙染物不在焊接前清除掉，將會在焊接時與電弧（hú）熱作用分解出有害雜質溶（róng）於焊縫金屬中，對焊（hàn）縫質量產生不良影響。 3.鈦材手（shǒu）工鎢（wū）極氬弧焊焊（hàn）接規（guī）範
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