(3)焊縫氣孔問題。氣孔是焊接鈦及鈦合金最常見的一種焊接缺陷。氣孔通常在焊縫中部和熔合線附近出現。焊接熱輸入較大時,氣孔一般產生在熔合線附近。
由於鈦及鈦合金與氧、氮、氫的親和力大,化學活性強,因此,普通的焊條電弧焊、氣焊、二氧化碳氣體保護焊均不適用於鈦及鈦合金焊接。目前,焊接鈦及鈦合金最常用的焊接方法是鎢極氬弧焊,其次是熔化極氬弧焊、等離子弧焊、真空電子束焊等。
二、焊接工藝與操作技巧
鎢極氬弧焊是焊接鈦及鈦合金應用最多的一種焊接方法,尤其是手工鎢極氬弧焊被廣泛使用。這種方法主要用於10mm以下的鈦板焊接。大於10mm的鈦板可采用熔化極氬弧焊焊接。
1.坡口形式
坡口形式可參見表4-20,當板厚為0.5~2.5mm時,開第一形坡口,采用不加填充焊絲的雙麵焊或單麵焊;當板厚為3~9mm時,一般開V形坡口;當板厚大於10mm時,采用對稱的雙V形坡口。生產中,在焊接坡口正麵底層時,不加鈦焊絲,隻用焊槍熔焊一道。以後各層均應添加焊絲。
2.焊前清理
焊前對鈦及鈦合金焊件和焊絲進行清理是一項必須進行的工作。如果沒有清理或清理質量不高,往往在焊件和焊絲表麵上生成一層灰白色的吸氣層,導致焊接接頭產生裂紋、氣孔,並降低接頭的性能。清理工作有機械清理和化學清理兩種方法。
(1)機械清理。當焊接質量要求不高時,可以采用切削加工、噴丸、噴砂或不鏽鋼絲刷清除焊件上的汙物和氧化物等。
(2)化學清理。將焊件及焊絲在酸液中衝洗,直至呈銀白色光澤為止。酸洗液的配方和工藝為:①鹽酸250mgbrL、氟化鈉50gbrL,在室溫酸洗15~20min;②體積分數為20%的氫氟酸,體積分數為30%的硫酸,在25~30℃的酸溶液中衝洗5~10min。酸洗後在流動的清水中洗淨、晾幹。
(3)臨焊前,再將焊件坡口及其兩側50mm以內、焊絲表麵用丙酮或乙醇或四氯化碳等熔劑進行擦拭。
3.焊接材料
焊絲一般采用與母材同質材料。為改善接頭的塑性,可以用比母材合金化程度稍低的焊絲,例如焊接TC4鈦合金時可以用TC3焊絲。但厚板的α+β型鈦合金或β型鈦合金多層焊時不能使用α型鈦合金焊絲。此外,為改善焊縫的塑性,焊絲中的間隙元素氧、氮等含量應比母材低一半左右。氬氣應達到一級純度(體積分數為99.99%),雜質總的質量分數小於0.02%,相對濕度小於5%,水分小於0.001mLbrL。
4.保護措施
由於鈦及鈦合金不僅液態時能吸收氧、氮、氫等氣體雜質,而且當達到一定溫度的固態時也能吸收氧、氮、氫等氣體雜質,因此,焊接時不僅需要保護熔池和焊縫不受空氣玷汙,而且需要對加熱溫度超過350℃的熱影響區和焊縫背麵進行保護,氬氣的保護效果可以根從焊縫及熱影響區表麵的顏色來判斷。一般應保證焊接接頭焊後為銀白色。
(3)焊縫氣孔問題。氣孔是焊接鈦及鈦合金最常見的一種焊接缺陷。氣孔通常在焊縫中部和熔合線附近出現。焊接熱輸入較大時,氣孔一般產生在熔合線附近。
由於鈦及鈦合金與氧、氮、氫的親和力大,化學活性強,因此,普通的焊條電弧焊、氣焊、二氧化碳氣體保護焊均不適用於鈦及鈦合金焊接。目前,焊接鈦及鈦合金最常用的焊接方法是鎢極氬弧焊,其次是熔化極氬弧焊、等離子弧焊、真空電子束焊等。
二、焊接工藝與操作技巧
鎢極氬弧焊是焊接鈦及鈦合金應用最多的一種焊接方法,尤其是手工鎢極氬弧焊被廣泛使用。這種方法主要用於10mm以下的鈦板焊接。大於10mm的鈦板可采用熔化極氬弧焊焊接。
1.坡口形式
坡口形式可參見表4-20,當板厚為0.5~2.5mm時,開第一形坡口,采用不加填充焊絲的雙麵焊或單麵焊;當板厚為3~9mm時,一般開V形坡口;當板厚大於10mm時,采用對稱的雙V形坡口。生產中,在焊接坡口正麵底層時,不加鈦焊絲,隻用焊槍熔焊一道。以後各層均應添加焊絲。
2.焊前清理
焊前對鈦及鈦合金焊件和焊絲進行清理是一項必須進行的工作。如果沒有清理或清理質量不高,往往在焊件和焊絲表麵上生成一層灰白色的吸氣層,導致焊接接頭產生裂紋、氣孔,並降低接頭的性能。清理工作有機械清理和化學清理兩種方法。
(1)機械清理。當焊接質量要求不高時,可以采用切削加工、噴丸、噴砂或不鏽鋼絲刷清除焊件上的汙物和氧化物等。
(2)化學清理。將焊件及焊絲在酸液中衝洗,直至呈銀白色光澤為止。酸洗液的配方和工藝為:①鹽酸250mgbrL、氟化鈉50gbrL,在室溫酸洗15~20min;②體積分數為20%的氫氟酸,體積分數為30%的硫酸,在25~30℃的酸溶液中衝洗5~10min。酸洗後在流動的清水中洗淨、晾幹。
(3)臨焊前,再將焊件坡口及其兩側50mm以內、焊絲表麵用丙酮或乙醇或四氯化碳等熔劑進行擦拭。
3.焊接材料
焊絲一般采用與母材同質材料。為改善接頭的塑性,可以用比母材合金化程度稍低的焊絲,例如焊接TC4鈦合金時可以用TC3焊絲。但厚板的α+β型鈦合金或β型鈦合金多層焊時不能使用α型鈦合金焊絲。此外,為改善焊縫的塑性,焊絲中的間隙元素氧、氮等含量應比母材低一半左右。氬氣應達到一級純度(體積分數為99.99%),雜質總的質量分數小於0.02%,相對濕度小於5%,水分小於0.001mLbrL。
4.保護措施
由於鈦及鈦合金不僅液態時能吸收氧、氮、氫等氣體雜質,而且當達到一定溫度的固態時也能吸收氧、氮、氫等氣體雜質,因此,焊接時不僅需要保護熔池和焊縫不受空氣玷汙,而且需要對加熱溫度超過350℃的熱影響區和焊縫背麵進行保護,氬氣的保護效果可以根從焊縫及熱影響區表麵的顏色來判斷。一般應保證焊接接頭焊後為銀白色。