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1、技术改造·技术革新钛合金焊接的常见缺陷及其预防CommonDefectsandTheirPreventioninTiAlloyWelding中国人民解放军5704厂赵敬东钛和钛合金的突出优点是比强度高、中温性能和塑性降低,性能变脆,在较大的焊接应力作用下也会出耐腐蚀性好。从60年代起,钛合金即开始用于飞机结现裂纹,这种裂纹在较低温度下形成,属于延迟裂纹。构,到80年代,军用飞机的钛用量已占飞机结构重量1.3气孔的20%～25%,这种趋势还将继续发展。我国制造的气孔是钛合金焊接时最常见的焊接缺陷。焊接气军用飞机也已经采用了钛合金,钛合金焊接可能产生
2、孔主要是由于焊接区,特别是对接端面被水分、油脂等的缺陷及其预防亦日益受到重视。沾污引起的。试验结果表明,氩气及母材、焊丝中含氢、氧或水1钛合金焊接常见缺陷的成因量提高都会明显使焊缝的气孔增加。钛有2种晶格结构:882℃以下为密排六方晶格其次,钛板及焊丝表面常受到外部杂质的污染,这结构,称为α钛;882℃以上为体心立方晶格结构,称为包括水分、油脂、氧化物(钛及钛合金表层的氧化物常β钛。带有结晶水)、含碳物质、尘埃、砂粒、磨料质点(表面用钛合金焊接的常见缺陷主要有3种:焊接接头脆砂轮磨削或用砂纸打磨后的残余物)、有机纤维、脏指化;焊接接头裂纹;焊接接
3、头中的气孔。印及吸附的气体等。这些杂质对钛及钛合金气孔的生1.1气体等杂质污染引起的焊接接头脆化成都有一定的影响,对接端面处的表面杂质污染对气常温下,钛及钛合金是比较稳定的。随着温度的孔形成的影响更为显著。升高,钛及钛合金吸收氧、氮及氢的量明显增加,钛从2缺陷的预防250℃开始吸收氢,从400℃开始吸收氧,从600℃开始吸收氮。由于钛和钛合金具有前述特点,其焊接工艺是有氧在α钛中的最大溶解度为14.5%(原子),在β特殊要求的。气焊与通用手工电弧焊由于难以预防气钛中为1.8%(原子);氮则分别为7%和2%(原子)。体等杂质污染引起的脆化,不能保证
4、焊接质量,所以通氮和氧固溶于钛中,使钛晶格畸变,变形抗力提高,强常需要采用氩弧焊。应当注意的是,由于钛和钛合金度和硬度增加,塑性和韧性降低。焊接有特殊要求,所以对氩气的纯度要求也是很高的。钛焊缝的含氢量对焊缝冲击性能的影响最为显通过试验和分析,我们认为,为保证焊接质量,必著。其原因主要是随着焊缝含氢量的增加,焊缝中析须做到以下各点:出的片状或针状TiH2增多。TiH2的强度很低,故片(1)母材及焊丝中的杂质含量必须在技术条件允状或针状TiH2的作用像微型缺口一样,大大降低了焊许的范围内。接接头的冲击性能。(2)用纯度不低于99.99%的氩气作保护
5、气体。1.2焊接接头裂纹(3)焊前应认真处理工件焊接区和焊丝。焊丝不钛及钛合金对热裂纹不敏感,这主要是因为钛及允许有裂纹、夹层,临焊前应进行机械清理。钛合金含硫、磷杂质少,晶界很少生成低熔点共晶。另(4)加强保护措施,对处于400℃以上的熔池后部一个原因是钛及钛合金凝固时收缩量小。焊缝及热影响区,必要时可采用拖罩进行氩气保护,焊钛合金焊接接头的裂纹主要是出现在热影响区的缝背面也应尽可能采取相应的保护措施。延迟裂纹,这与氢有关。焊接时由于熔池和低温区母(5)选择正确的焊接工艺参数。在大气中进行材中的氢向热影响区扩散,引起热影响区氢含量增加,TIG焊
6、时,可采用直流正接法,选择低的热输入量以减如果这个部位处于不利的应力状态,就会引起裂纹。小熔池尺寸,选择较低的焊接速度以利于减少或消除另外,当焊缝含氧、氮量较高时,焊缝或热影响区气孔。(责编文洵)562000年第5期
