鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產生硬脆的TiC,呈網狀分布,容易產生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦盤管批發(fā)應控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關鍵問題。同時,鈦盤管批發(fā)應控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發(fā)生反應,因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應很高,一般純度≥99.99%。
醫(yī)學鈦在口腔上的應用:科研人員在單側耳聾人群中測試了該裝置。一項研究證實,該裝置舒適的穿著,對牙齒無害,并提高了對噪音環(huán)境中語言的理解。研究者們計劃較早在2010年向美國食品和藥物管理局提交他們的研究結果和申請許可。如果鈦盤管批發(fā)一切都按計劃進行,鈦盤管批發(fā)將該設備將于2010年下半年投入市場,這將給數百萬聾人帶來好處。單側耳聾的人,很難判斷聲音的確切來源,他們過馬路時非常危險,在吵鬧的房間里聽別人的談話也很困難。位于美國加利福尼亞州的圣馬特奧耳鳴研究中心發(fā)明了纏繞在牙齒上的小裝置,接受放在耳聾中的微型麥克風的聲音信息,轉換為振動信號。震動信號通過牙齒和下頜傳到健耳的耳蝸,再傳到大腦產生立體聽覺。這種骨傳導的聽覺傳達樣本是普通人聽自己聲音的方式,一些助聽裝置也通過骨傳導將聲音傳達給耳蝸,但有些需要鉆頭骨放置鈦棒,有些需要戴麻煩的耳機。通常的助聽器簡單地擴大空氣傳導的聲音,然后傳入耳朵。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦盤管批發(fā)生產的鈦是有同素異形體轉變的金屬。在886°C時開始發(fā)生組織的固態(tài)轉變。886°C一下晶體結構為密排六方結構,成為α鈦;高于886°C時α結構的鈦轉變?yōu)轶w心立方結構的β鈦。這個轉變過程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個瞬間長短差異對熔池的結晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。鈦盤管批發(fā)由于鈦具有熔點高(1668°C)、熱容量大和導熱性能差等特性,所以焊接時焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強制冷卻的好壞影響,寒風處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長,為熔池結晶柱狀晶體生長和接頭熱影響區(qū)的擴大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強度端口通常出現在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時應采用軟焊接規(guī)范,即應使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
當鈦管中氫含量過高時,鈦盤管批發(fā)由于鈦管的脆性,沖擊韌性和缺口拉伸強度會急劇下降,因此鈦管中氫含量不應超過0.015%。為了減少氫吸收量,零件在熱處理前必須去除指紋、軋制廠的印記、油脂等殘留物,熱處理爐內的氣氛中沒有水蒸氣。如果鈦管的氫含量超過允許值,必須通過真空退火去除。去氫的真空退火一般是在538—760℃,低于0.066Pa的壓力下保持2—4小時。當溫度不超過540℃時,鈦管表面的氧化膜不會顯著增厚,而在較高的熱處理溫度(超過760℃)時,氧化速度會迅速加快,同時氧氣向材料內部擴展,形成擴散層-污染層。氧污染層脆化率高,導致零件表面出現裂紋和損傷。有機械加工方法(如噴砂、房屋切割等。)或化學方法如酸洗和化學研磨以去除氧污染層。熱處理時,應在保證隕石熱處理的前提下,鈦盤管批發(fā)盡可能縮短加熱時間,也可在真空爐或有惰性氣體(氬氣、氮氣等)的加熱爐中進行。)。適當應用還可以避免或減少在空氣爐中加熱鈦管零件造成的污染。