钛盘管厂家为您分析影响钛材焊接质量的因素有哪些？

钛盘管厂家为您分析影响钛材焊接质量的因素有哪些？

焊接是台设备制造过程中一项重要工艺。有许多焊接方法，根据钛设备或部件的设计结构和具体的应用条件，选择合适的焊接方法。

选择焊接方法的原则是保证焊接接头质量，生产效率高，操作简单，成本低，始终注重质量。要充分认识影响焊接质量的各方面因素，以达到保证焊接接头质量的目的。

钛材焊接

气杂质对金属焊接性能的影响

钛具有较高的化学活跃性，与空气中的氧、氮具有极高的亲和力。温度较低时，钛与氧相互作用，形成一层致密的氧化膜，其厚度随温度升高而增加，在600摄氏度以上时，钛开始吸收氧，并将氧溶解于钛中。当温度再次升高时，钛的活性急剧增加，与氧发生剧烈反应，形成氧化钛。钛在300°C以上开始吸氢，在700°C以上开始吸收氮。由于钛被氧和氮污染，钛的强度和硬度增加，而塑性降低。氧气比氮气的影响更大。

钛中氢的质量分数为0.01%~0.05%时，会使焊缝金属的冲击韧性急剧下降，而塑性却下降较少。这意味着氢化物引起的脆性。氢也是焊缝中气孔的来源。在焊接过程中，熔池就像一个小型冶金炉，熔融金属与空气接触。如果不采取相应的防护措施，熔融的金属和空气被隔绝，氧、氮、氢等气体要素融入钛中，形成脆性氧化物和氮化物，焊接金属的塑性下降，拉伸强度上升，严重的情况下裂，塑性等于0。

钛

其他杂质对焊缝金属性能的影响

其他杂质是指除气体杂质外可能被纳入池中的杂质。其来源可能是焊接操作环境不洁净，焊工佩戴脏手套接触油后留下的焊件，焊接前用棉纱擦洗接头可能会留下棉毛、焊接生产环境和钢焊接产生混合的锈、湿等有机物质。这些污染物在电弧高温下分解氧、氢、氮、碳等要素，溶解在溶解的钛中。当这些元素的数量超过钛溶解度时，会形成二氧化钛、氢化钛、氮化钛、碳化钛等化合物。通过熔池结晶，这些化合物进入钛的晶格内，形成变形的外区，从而改变钛的力学性能。

少量的微量元素被纳入钛中，如果不超过允许的范围仍有可能，有时人们希望。但不允许杂质元素含量超标，尤其是有机杂质，有害无益。这是因为这些杂质元素使钛焊缝的力学性能变差，耐蚀性降低，也是冷风气孔的根源。

焊缝金属和接头热影响区的组织变化

钛是有同素异形体转变的金属。在886°C时开始发生组织的固态转变。886°C一下晶体结构为密排六方结构，成为α钛；高于886°C时α结构的钛转变为体心立方结构的β钛。这个转变过程是在熔池从液体变成固体的瞬间完成的。而这个瞬间长短差异对熔池的结晶形式有影响，瞬间越长越有利于柱状晶生长。由于钛具有熔点高（1668°C）、热容量大和导热性能差等特性，所以焊接时焊缝收到焊接线能量大小和焊缝强制冷却的好坏影响，寒风处于高温下滞留的瞬间就有差异。瞬间稍长，为熔池结晶柱状晶体生长和接头热影响区的扩大提供条件。这也是焊接接头塑性下降的主要原因之一。接头的抗拉强度端口通常出现在焊缝的热影响区。为了减少这种不利影响，钛焊接时应采用软焊接规范，即应使用较小的焊接线能量和较快的冷却速度。

气孔是钛盘管缝中常见且不可避免的缺陷。

气孔是钛材焊接中常见的工艺缺陷。气孔生成的机制是：焊接过程中融入液态金属的气体经过扩散、脱溶、成核、长大等过程而形成气泡。由于熔池的凝固结晶速度很快，长大的气泡来不及逸出液态金属时就以气孔的形式残留在固态金属中。酿成气孔的氢气和一氧化碳等气体主要由有机物的污染物晶电弧热作用产生的。有时焊接前对焊件和焊材做了充分清洁、清洗、清漆保护的效果也理想，但寒风中仍然有气孔。这表明重要的污染源并没有完全清除。实践证明，有一个重要的气源往往被忽略，那就是空气中的水分。一个对比实验证明了这一点。在两种不通空气湿度的环境中焊接：一种情况是在阴雨天气环境中，相对湿度在90%以上焊接，另一种是在阳光明媚晴朗天气环境中，湿度小于40%焊接。其他焊前清洗、清洗和焊接操作是一样的。阴雨天空气湿度较大时钛焊缝中存在的气孔既多又大，而空气湿度较小的情况下的焊缝中没有见到气孔。这也表明气孔的产生与空气湿度有关。