钛和钛合金 - 焊接和钎焊

主题涵盖

背景

连接不同等级的钛和连接钛到其他金属

钨惰性气体焊接(TIG)

污染的来源

氩气供应

焊接电流

目视检查

射线照相法

电子束焊接

等离子焊

电阻焊

可焊性

钎焊

背景

钛不是难以焊接的难以造型,但必须严格的预防措施必须在这些过程中进行高温污染。这不仅适用于大气气体(氧气,氮气和水蒸气),而且适用于金属上的任何污垢或其他表面层。因此,熔融焊接技术必须旨在通过焊接在氩气,氦气或真空中排除大气污染,这在仔细清洁和边缘制备接入区域的仔细清洁和边缘。必须同等保护所有加热的表面,前后表面。

加入不同的钛和将钛加入OT她的金属

钛可以通过熔焊、电阻焊、闪光焊、爆炸焊和摩擦焊来连接。等离子体、TIG、MIG和电子束都适用于该材料,但如氧乙炔、碳弧和原子氢等技术会造成钛的污染,千万不要使用。

一些不同等级的钛之间的焊接是可能的,自熔焊缝的性能是两种母材的平均性能。欧洲杯足球竞彩如果将两个纯工业级的焊丝焊接在一起,所选择的焊丝取决于焊接所要求的性能,强度或延展性。一般来说,钛和其他金属之间的熔焊是不可能的,因为形成脆性金属间化合物。然而,如果必须在钛和一种不兼容的材料之间进行连接,也可以采用其他技术。这些焊接包括机械紧固件、粘接、爆炸焊接或摩擦焊接。

尽管等离子体越来越重要,特别是在需要焊接厚板和适用自动化技术的地方,但在工艺工业中制造钛设备最常用的方法是钨惰性气体(TIG)焊接方法。2020欧洲杯下注官网在航空航天工业中,较复杂合金牌号的焊接通常采用电子束。

钨惰性气体焊接(TIG)

污染的来源

在TIG焊接和其他熔合工艺中,清洁是至关重要的,无论是对焊缝附近的金属,还是对焊接车间。任何较厚的氧化层必须通过喷砂和/或酸洗从钛表面去除。此外,要焊接的材料、焊丝、欧洲杯足球竞彩焊接设备和夹具必须完全干燥,因为少量的水分可能导致严重的污染。2020欧洲杯下注官网

氩气供应

为了防止大气中的氧气和热金属之间产生任何接触,必须以正确的速率向加热到400°C以上的所有钛部件提供氩气。带槽的带氩气的铜衬垫能有效地保护焊道免受污染。焊缝顶部和底部表面的氩气流量应足以排除空气,但不应过大到引起紊流。

焊接电流

用于任何特定制造件的焊接电流应通过预焊试验确定,其目的是以合理的速度获得均匀但不过度的焊透。

目视检查

目视检查钛焊缝呈现出良好的完整性。缺乏融合缺陷,削弱,焊接差距等,可以随与其他金属的容易地看到。然而,钛的优点是,焊接珠的颜色可以良好地指示通过大气气体的污染程度。任何变色都表明在实际焊接操作期间或随后的金属冷却时发生一些与氧的反应。目的应该始终生产明亮的银焊接。

射线照相法

标准射线照相可用于检测根部或侧壁熔合缺陷、钨夹杂物或孔隙。其他可以使用的焊缝无损检测方法包括超声波、染料渗透、荧光裂纹检测和声发射。

电子束焊接

电子束焊接的污染很小,因为它是在真空室中进行的。此外,它可以提供一个非常狭窄的焊缝和热影响区,然而,控制边缘清洁度是必要的,以避免孔隙问题,良好的边缘准备也很重要,因为使用的窄梁。

等离子焊

采用小孔等离子焊接技术可以在一定程度上克服TIG焊接厚钛板的局限性。在这里,钛的低密度和高表面张力的结合使它成为一种理想的材料,不会有熔融池掉落的趋势。目前,大直径钛管的制造通常采用等离子焊接和TIG旋盖相结合的方法,以提供良好的焊缝形状。

电阻焊

电阻焊比熔焊的操作周期短。表面准备和清洁与其他焊接技术一样重要,但焊接周期通常很短,不需要惰性气体保护。闪光对接焊接适用于较大的截面,如连接轧制或挤压钢筋,以制造环或管道法兰。在最终镦锻过程中,锻压操作通常会排出大部分熔融金属,并形成良好的晶粒结构;然而,由于焊接周期较长,对于较大的截面需要惰性气体保护。压力焊或摩擦焊适用于棒材或管材的焊接。钛的低热导率有助于热量的局部化;即使在压力低至70至100 MPa的情况下,接头变形量为30%或更多,通常也能提供良好的接头。径向摩擦焊接是目前正在开发的连接钛管的长度。在这里,一个楔形的钛环在两根长管子的两端旋转,管子保持静止。

可焊性

可焊性取决于要连接的钛的特定级或合金。通常,所有商业纯的等级都可以焊接,尽管必须用最高含氧材料进行护理。其他α或附近的α合金也是完全可焊接的,近α的抗蠕变合金的组件在航空航天行业广泛应用。然而,对于α-Beta合金,焊接区的性质可以与母金属的结构显着不同。例如,Ti-6%Al-4%V(ASTM等级5)具有与母金属的焊接区硬度和强度,但延展性和弯曲性能差。对于由TIG焊接产生的5级接头中的最大韧性和延展性,优选使用商业纯或Ti-3%Al-2.5%V(ASTM级9)填料。然而,如果可以容忍延展性的一些损失,则可以使用5级填料,并且最近已经通过这种方式生产了许多关键组分。较高的强度α-β合金通常不会被认为是可焊接的,但在过去几年内飞机行业的工作表明,即使这些材料也可以在某些情况下融合。欧洲杯足球竞彩

钎焊

钎焊操作受到钛的化学和冶金性能的限制,因为填充材料倾向于与母材合金并攻击母材,形成脆性金属间化合物。欧洲杯足球竞彩有时也会使用铝或银的合金,但这种技术还没有广泛应用于钛。对于火炬钎焊,必须使用反应助焊剂,例如,氯化钡-氯化钠-氟化锂-氯化锌混合物。在惰性气体或真空中进行的炉内钎焊可以产生更好的接头,方法是在较高的温度下长时间工作,并使用一层铜或铜镍薄膜,这种薄膜会熔化并扩散到钛中,从而形成一个相对有韧性和强的富钛接头。另一方面,感应钎焊可以在高温下保持很短的时间,从而减少污染,减少合金化,从而提高延展性。

资料来源:材料信欧洲杯足球竞彩息服务 - 选择和使用钛,设计指南

欲了解更多信息,请访问材料、矿物和采矿研究所欧洲杯足球竞彩

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