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焊接过程中哪些元素会对钛材产生影响?

资讯来源:www.baojigm.com 发布时间:2020-08-06 14:15:30 丨 浏览次数:109

钛及钛合金在焊接过程中的防护要求非常严格。当焊缝的碳含量为0.55%时,焊缝的塑性几乎消失,成为非常脆的材料,并且不能通过焊后热处理消除脆性。  


钛合金中含有许多影响钛物理性能的元素,其中碳是钛及钛合金中常见的杂质。当碳含量低于0.13%时,焊缝强度极限提高,塑性降低,但不如氧和氮强。然而,当焊缝含碳量进一步增加时,焊缝中出现网状TiC,其数量随着含碳量的增加而增加,这使得焊缝的塑性急剧下降,在焊接应力的作用下容易出现裂纹。  


钛管焊缝的缺陷是氩弧焊枪形成的氩气维持层只能维持熔池不受空气的有害影响。  


然而,它对固化的高温状态下的焊接接头及其邻近区域没有保护作用,而这种状态下的钛管焊接接头及其邻近区域仍具有较强的吸收空气中氮气和氧气的能力。  


氧气从400被吸收,氮气从600被吸收,而空气中含有大量的氮气和氧气。随着氧化程度的逐渐增加,钛管焊缝颜色发生变化,焊缝塑性降低。  


银白色(不氧化)和金黄色(二氧化钛),钛在250左右开始吸收氢。轻微氧化)蓝色(被Ti2O3轻微氧化)和灰色(被二氧化钛严重氧化)。  


1.碳的影响  


钛和钛合金相对稳定,但在焊接过程中,在常温下。液滴和熔池金属强烈吸收氢、氧、氮,这些气体以固态与它们反应。  


随着温度的升高,钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力明显增强。在大约250时,钛开始吸收氢,从400开始吸收氧,从600开始吸收氮。这些气体被吸收后,会直接导致焊接接头脆化,这是影响焊接质量的一个极其重要的因素。  


2.氢气是影响因素  


主要原因是随着氢气含量的增加,氢气是气体杂质中影响钛力学性能最严重的因素。焊缝中氢含量的变化对焊缝的冲击性能影响最大。  


焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。钛酸锂的强度很低,因此片状或针状钛酸锂的缺口和冲击性能显著降低。焊缝中氢含量的变化对强度的提高和塑性的降低没有明显影响。  


3.氧气的影响  


焊缝的硬度和抗拉强度明显增加,焊缝的氧含量随着氩气中氧含量的增加基本呈线性增加。同时塑性显著降低。为了保证焊接接头的性能,在焊接过程中应严格防止焊缝和焊接热影响氧化。  


4.氮的影响  


氮气在700以上的高温下与钛板发生强烈反应。脆性和硬质氮化钛(TiN)的形成以及氮和钛之间间隙固溶体的形成导致比等效氧引起的晶格偏移更严重的晶格偏移。  


因此,在提高抗拉强度、硬度和降低工业纯钛焊缝的塑性方面,氮比氧更重要。当焊缝中的氮含量高于0.13%时,由于焊缝的脆性,会产生裂纹。  


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