鈦盤管廠家為您分析影響鈦材焊接質(zhì)量的因素有哪些？

焊接是臺(tái)設(shè)備制造過程中一項(xiàng)重要工藝。有許多焊接方法，根據(jù)鈦設(shè)備或部件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和具體的應(yīng)用條件，選擇合適的焊接方法。

選擇焊接方法的原則是保證焊接接頭質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)單，成本低，始終注重質(zhì)量。要充分認(rèn)識(shí)影響焊接質(zhì)量的各方面因素，以達(dá)到保證焊接接頭質(zhì)量的目的。

鈦材焊接

氣雜質(zhì)對(duì)金屬焊接性能的影響

鈦具有較高的化學(xué)活躍性，與空氣中的氧、氮具有極高的親和力。溫度較低時(shí)，鈦與氧相互作用，形成一層致密的氧化膜，其厚度隨溫度升高而增加，在600攝氏度以上時(shí)，鈦開始吸收氧，并將氧溶解于鈦中。當(dāng)溫度再次升高時(shí)，鈦的活性急劇增加，與氧發(fā)生劇烈反應(yīng)，形成氧化鈦。鈦在300°C以上開始吸氫，在700°C以上開始吸收氮。由于鈦被氧和氮污染，鈦的強(qiáng)度和硬度增加，而塑性降低。氧氣比氮?dú)獾挠绊懜蟆?/span>

鈦中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%~0.05%時(shí)，會(huì)使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降，而塑性卻下降較少。這意味著氫化物引起的脆性。氫也是焊縫中氣孔的來源。在焊接過程中，熔池就像一個(gè)小型冶金爐，熔融金屬與空氣接觸。如果不采取相應(yīng)的防護(hù)措施，熔融的金屬和空氣被隔絕，氧、氮、氫等氣體要素融入鈦中，形成脆性氧化物和氮化物，焊接金屬的塑性下降，拉伸強(qiáng)度上升，嚴(yán)重的情況下裂，塑性等于0。

鈦

其他雜質(zhì)對(duì)焊縫金屬性能的影響

其他雜質(zhì)是指除氣體雜質(zhì)外可能被納入池中的雜質(zhì)。其來源可能是焊接操作環(huán)境不潔凈，焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件，焊接前用棉紗擦洗接頭可能會(huì)留下棉毛、焊接生產(chǎn)環(huán)境和鋼焊接產(chǎn)生混合的銹、濕等有機(jī)物質(zhì)。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素，溶解在溶解的鈦中。當(dāng)這些元素的數(shù)量超過鈦溶解度時(shí)，會(huì)形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。通過熔池結(jié)晶，這些化合物進(jìn)入鈦的晶格內(nèi)，形成變形的外區(qū)，從而改變鈦的力學(xué)性能。

少量的微量元素被納入鈦中，如果不超過允許的范圍仍有可能，有時(shí)人們希望。但不允許雜質(zhì)元素含量超標(biāo)，尤其是有機(jī)雜質(zhì)，有害無益。這是因?yàn)檫@些雜質(zhì)元素使鈦焊縫的力學(xué)性能變差，耐蝕性降低，也是冷風(fēng)氣孔的根源。

焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化

鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)瞬間長(zhǎng)短差異對(duì)熔池的結(jié)晶形式有影響，瞬間越長(zhǎng)越有利于柱狀晶生長(zhǎng)。由于鈦具有熔點(diǎn)高（1668°C）、熱容量大和導(dǎo)熱性能差等特性，所以焊接時(shí)焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強(qiáng)制冷卻的好壞影響，寒風(fēng)處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長(zhǎng)，為熔池結(jié)晶柱狀晶體生長(zhǎng)和接頭熱影響區(qū)的擴(kuò)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(qiáng)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(shí)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。

氣孔是鈦盤管縫中常見且不可避免的缺陷。

氣孔是鈦材焊接中常見的工藝缺陷。氣孔生成的機(jī)制是：焊接過程中融入液態(tài)金屬的氣體經(jīng)過擴(kuò)散、脫溶、成核、長(zhǎng)大等過程而形成氣泡。由于熔池的凝固結(jié)晶速度很快，長(zhǎng)大的氣泡來不及逸出液態(tài)金屬時(shí)就以氣孔的形式殘留在固態(tài)金屬中。釀成氣孔的氫氣和一氧化碳等氣體主要由有機(jī)物的污染物晶電弧熱作用產(chǎn)生的。有時(shí)焊接前對(duì)焊件和焊材做了充分清潔、清洗、清漆保護(hù)的效果也理想，但寒風(fēng)中仍然有氣孔。這表明重要的污染源并沒有完全清除。實(shí)踐證明，有一個(gè)重要的氣源往往被忽略，那就是空氣中的水分。一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。在兩種不通空氣濕度的環(huán)境中焊接：一種情況是在陰雨天氣環(huán)境中，相對(duì)濕度在90%以上焊接，另一種是在陽光明媚晴朗天氣環(huán)境中，濕度小于40%焊接。其他焊前清洗、清洗和焊接操作是一樣的。陰雨天空氣濕度較大時(shí)鈦焊縫中存在的氣孔既多又大，而空氣濕度較小的情況下的焊縫中沒有見到氣孔。這也表明氣孔的產(chǎn)生與空氣濕度有關(guān)。