大家都知道,焊接行业门道可多了去。工业纯钛及钛合金焊接接头性能,这里面就藏着不少秘密!接下来咱们就好好说道说道。
工业纯钛焊接特点
工业纯钛用点焊机焊接的时候,那可真是要小心翼翼,严格防止气体杂质去污染焊缝还有周边区域。不添焊丝或者用和母材一样成份的焊丝氩弧焊去焊接,焊缝跟焊接接头的抗拉强度就和母材一个样或者差不多不过,焊缝及焊接接头的塑性就稍微少了那么一些。比如说在一些工厂的实际操作中,工人师傅们就得时刻盯着,生怕哪会儿污染了,影响焊接接头性能。
TC1 合金特性
TC1属于那 Ti - Al - Mn 系合金,这里面含 Al1.0% - 2.5%(质量分数),Mn0.8% - 2.0%,相当于是 Ti - 2Al - 1.5Mn 相。从相关的数据能看到,在含 Al2%(质量分数)的钛合金里,平衡状态时,稳定元素 Mn 在里面的溶解度有 0.5%,退火以后组织外面还剩那么点儿 β 相。好在这类钛合金焊接性倒还挺好。在一些机械加工企业,处理含 TC1 合金的零件就能稍稍省心点。
同质焊丝焊接结果
用适合的焊接参数,采用同质焊丝的时候,焊接那叫一个快节奏地制冷焊接接头上就会产生 α 相。这时候焊接接头的强度系数能达到 100%,但接头塑性就得减少一点。就好像原本十分完整的一块材料多点焊机,性能上就少了那么一丝的完美。我们在很多航空设备零件的焊接里都能看到这种情况。
TC4 合金焊接表现
在开展退火的 TC4 钛合金氩弧焊焊接时,用一样成份焊接丝焊接后,焊接接头强度系数可达 100%,但是焊接接头的塑性减少得可比较多!本来挺有韧性的一块材料,这么一弄在柔韧性上就差点意思。在一些航天零部件制造里,对这方面的性能减少可是格外关注的
提升塑性的方法
提升焊接接头塑性有两条途径。一方面可以采用工业纯钛或者比母材合金成份更低的钛合金焊丝。比如说焊接厚板 1mm 的 TC4 钛合金板材,用工业纯钛做充填焊丝进行氩弧焊接,没热处理时焊接头的塑性能达到母材塑性值的 80%。薄板不打坡口也行,只要控制好母材在焊缝里的百分比,强度能和母材 95% 左右相当。另一方面焊后进行真空退火处理也能提升塑性。要是焊后再进行適当真空退火处理,TC4 合金焊接接头塑性还能进一步提升多点焊机,基本和母材差不多。这么看不同的处理方式效果差异还真大。
焊接要点与处理
为了保证钛及钛合金焊接接头塑性好,除了选对焊丝,焊接热输入也得选好了,让制冷速度在合适范围。不同钛材适合的制冷速度不一样,像工业纯钛是 10 - 200 摄氏度,TC1 适合 12 - 150 摄氏度 /s,TC4 是 2 - 40 摄氏度 /s。钛及钛合金复杂焊接件有时候还得排除应力处理,提高疲劳强度、抗应力腐蚀能力和尺寸稳定性咧。
大家说说,在提升焊接接头塑性的两条途径里,你觉得哪种在实际应用里更实用?