鈦材料焊接工藝

1. 焊接性分析

（1）間隙元素沾污引起脆化

鈦在高溫下有很強(qiáng)的化學(xué)活潑性。鈦在300℃以上快速吸氫，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮。所以鈦在焊接過程及焊后冷卻過程中若得不到有效保護(hù)，必然引起塑性下降，脆性增加。一般鈦材中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.1%以下。碳超過其溶解度時(shí)生成硬而脆的TiC，呈網(wǎng)狀分布，容易引起裂紋。

（2）熱裂紋

由于鈦及鈦合金雜質(zhì)含量少，故不易產(chǎn)生熱裂紋，但如果焊絲質(zhì)量不合格，特別是焊絲存在裂紋、夾層等缺陷，存在大量雜質(zhì)時(shí)，則可能引起焊接熱裂紋。

（3）熱影響區(qū)可能出現(xiàn)延遲裂紋

焊接時(shí)由于熔池和低溫區(qū)母材中的氫向熱影響區(qū)擴(kuò)散，引起熱影響區(qū)氫的聚集，在不利的應(yīng)力條件下會(huì)引起裂紋。

（4）氣孔

氣孔是焊接鈦及鈦合金時(shí)*常見的缺陷。一般有兩類，焊縫中部氣孔和熔合線氣孔。在焊接線能量較大時(shí)氣孔一般位于熔合線附近。焊縫氣孔的形成原因主要在于焊接區(qū)，特別是由于對接端面被水分、油脂污染所致。

2．焊接工藝

（1）焊接方法

焊接方法采用GTAW，采用直流正接，使用帶有高頻引弧和衰減熄弧裝置的焊機(jī)。

（2）焊接材料

焊絲的選用應(yīng)使在正常焊接工藝下的焊縫在焊后狀態(tài)的抗拉強(qiáng)度不低于母材退火狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，焊縫焊后狀態(tài)的塑性和耐蝕性能不低于退火狀態(tài)下的母材或與母材相當(dāng)，焊接性能良好，能滿足制造和使用的要求。

選擇的焊絲為ERTi-2，其化學(xué)成份見表1。

保護(hù)氣體的選用：

焊接用氬氣純度不應(yīng)低于99.99% ，露點(diǎn)不應(yīng)高于-40℃ ，當(dāng)瓶裝氬氣的壓力低于0.981MPa 時(shí)不宜使用。對焊接熔池及焊接接頭內(nèi)外表面溫度高于400℃的區(qū)域均采用氬氣保護(hù)。

（3）焊前準(zhǔn)備

應(yīng)采取有效的措施避免在焊接過程中出現(xiàn)鋼與鈦互溶，焊接場地潔凈，避免使用鐵制工具。

坡口加工，管材切割后，采用砂輪機(jī)打磨出坡口，坡口角度為單邊30°±2.5°，鈍邊0.5～1.5mm。加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過熱變色。

坡口及焊絲清理，坡口及其兩側(cè)各25mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進(jìn)行清理，清理程序如下：磨光機(jī)打磨—砂紙輪拋光—丙酮清洗。焊絲也用沾丙酮的海綿擦拭干凈，并仔細(xì)的檢查母材坡口附近和焊絲有無裂紋和夾層，如有，**后再焊接作業(yè)。清洗后不能直接進(jìn)行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。如不能及時(shí)焊接，應(yīng)用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護(hù)。清理時(shí)間到焊接時(shí)間不超過2小時(shí)，焊工用手套應(yīng)潔凈，用前須用無水乙醇（或丙酮）清洗，避免將棉質(zhì)纖維附于焊件表面。

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