屏蔽氣體覆蓋的重要性,建議采用純氬氣焊接鈦,因為純度高,含水量低??梢允褂?5/25的氬/氦混合物來提高穩(wěn)定性并僅在指定時增加滲透。美國焊接協(xié)會(AWS)無縫鈦管批發(fā)建議測量焊接氣體純度,以確保其符合每種應(yīng)用的標準。保護氣體的純度至少為99.995%,不超過百萬分之20(PPM)的氧氣,露點高于-76華氏度。其他應(yīng)用需要99.999%的純氬氣流量。無縫鈦管批發(fā)用尾罩裝備焊槍很重要。否則,氧氣污染的風險就會增加,隨之而來的是破裂的可能性。一些焊工會制造自己的尾隨防護罩,雖然有很多款式可供購買。尾隨護罩符合管子的形狀,并沿著管子的GTAW割炬。在火炬及其氬氣流動之后,屏蔽為焊縫提供額外的氬保護。將割炬和尾隨保護氣流設(shè)置為20立方英尺/小時(CFH)可提供較佳保護氣體覆蓋率。始終使用干凈、無孔的塑料軟管向割炬、拖尾護罩和吹掃裝置輸送保護氣體。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,無縫鈦管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時開始發(fā)生組織的固態(tài)轉(zhuǎn)變。886°C一下晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu),成為α鈦;高于886°C時α結(jié)構(gòu)的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β鈦。這個轉(zhuǎn)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(jié)晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。無縫鈦管批發(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(jié)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(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時應(yīng)采用軟焊接規(guī)范,即應(yīng)使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
真空成形,鈦管對零件壁厚薄、表面亮度要求高、氫脆敏感性強的β型鈦合金,真空成形。真空成形不一定需要昂貴的真空加熱設(shè)備。只要在坯料和模具的上下型腔之間形成密封的空間,在加熱過程中,特別是在從400℃以上到成形溫度期間,上下型腔中的空氣被真空單元逐漸抽出,模具的上下型腔之間的相交程度達到10(-3)托以上,并且在成形過程中通過切斷管子和充入氬氣可以達到成形目的。無縫鈦管批發(fā)將方法用于鈦箔波紋板的成形,取得了滿意的效果。當真空度控制在10^(-3)乇時含氫量低于標準要求,當真空度達到10^(-5)乇時可得到光亮的表面的零件。另外,對于中等厚度、表面凹凸光亮要求不高的零件,無縫鈦管批發(fā)也可采用真空充氬保護方法在球形氣瓶成型過程中進行這方面的測試,效果也較好。
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(yīng)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(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數(shù)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,無縫鈦管批發(fā)應(yīng)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(guān)鍵問題。同時,無縫鈦管批發(fā)應(yīng)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(yīng),因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應(yīng)很高,一般純度≥99.99%。