焊縫和熱影響區(qū)表面顏色
1、焊縫區(qū)
銀白、淡黃色(一、二、三級焊縫允許);深黃色(二、三級焊縫允許);金紫色(三級焊縫允許);深蘭色(一、二、三級焊縫均不允許)。
2、熱影響區(qū)
銀白、淡黃色(一、二、三級焊縫允許);深黃、金紫色(二、三級焊縫允許);深蘭色(三級焊縫允許)。
操作要領(lǐng)
1、手工氬弧焊時,焊絲與焊件間應(yīng)盡量保持小的夾角(10~15°)。焊絲沿著熔池前端平穩(wěn)、均勻的送入熔池,不得將焊絲端部移出氬氣保護區(qū)。
2、焊接時,焊槍基本不作橫向擺動,當(dāng)需要擺動時,頻率要低,擺動幅度也不宜太大,以防止影響氬氣的保護。
3、斷弧及焊縫收尾時,要繼續(xù)通氬氣保護,直到焊縫及熱影響區(qū)金屬冷卻到350℃以下時方可移開焊槍。
由于鈦的化學(xué)活性大,在焊接熱循環(huán)的作用下,焊接熔池及350℃的焊縫金屬和熱影響區(qū)極易與空氣中的氫、氧、氮及焊件、焊絲上的油污、水分等發(fā)生反應(yīng)。鈦在 300℃以上快速吸氫,600℃ 以上快速吸氧,700℃ 以上快速吸氮,含碳量較多時,會出現(xiàn)網(wǎng)狀 TiC 脆性相。以上情況使鈦及鈦合金焊接接頭塑性、韌性急劇降低導(dǎo)致焊接接頭的性能變壞。
有兩種同素異構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu),882℃以上到熔點為體心立方晶格,叫β鈦,882℃以下為密排六方晶格,叫α 。容器用鈦中含 β 穩(wěn)定元素很少,都是 α鐵合金。這些鈦在焊接高溫下,焊縫及部分熱影響區(qū)為 β晶格,有晶粒急劇長大的傾向。鈦又具有熔點高、比熱容大、熱導(dǎo)率低等特性,因此焊接時高溫停留時間較長約為鋼的3~4倍,高溫?zé)嵊绊憛^(qū)較寬,使焊縫和高溫?zé)嵊绊憛^(qū)的 β 晶粒長大明顯,會使焊接接頭的塑性下降較多,因而鈦焊接時,通常應(yīng)采用較小的焊接熱輸入和較快的冷卻速度以減少高溫停留時間,減少晶粒長大的程度,縮小高溫?zé)嵊绊憛^(qū),減少塑性下降的影響。
在高溫下和空氣中氧的親和力非常強,在 200℃ 以上的區(qū)域采用惰性氣體保護,以避免氧化。鈦的彈性模量僅為碳鋼的一半,在同樣的焊接應(yīng)力下,鈦的焊接變形量會比碳鋼大 1 倍。因此焊接鈦時,一般應(yīng)用墊板及壓板壓緊工件,以減小焊接變形量。
鈦中硫、磷、碳等能在晶界與鈦形成低熔點共晶的雜質(zhì)含量很少,有效結(jié)晶溫度區(qū)間窄,焊縫凝固時收縮量小,因而一般不會產(chǎn)生焊縫的熱裂紋。鈦焊縫的裂紋屬于氫致冷裂紋。鐵常溫下在鈦中溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為 0.05%~0.10%,因而鈦與鋼不能直接熔焊。
鈦及鈦合金焊絲選用一般按與母材相應(yīng)的焊絲配用,但也應(yīng)經(jīng)過焊接工藝評定合格。選擇焊絲時存在一個配用合適焊絲的問題,因為焊絲的雜質(zhì)含量只控制上限,絕大多數(shù)情況不控制下限,而每批生產(chǎn)的焊絲,只化學(xué)成分,并不焊絲焊接以后的力學(xué)性能。存在著這種可能性,有的生產(chǎn)批量的焊絲中的雜質(zhì)含量特別偏低,屬合格產(chǎn)品,但其焊縫的強度偏低,可能不能滿足不低于母材退火狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值的要求。這時應(yīng)換一個生產(chǎn)批量的同牌號焊絲,甚至換強度高的焊絲(指工業(yè)純) 重新進行工藝評定直至合格,方才可以選定焊絲。
鈦及鈦合金是一種具有密度小、強度高、耐熱性好、韌性高等系列性能的工程結(jié)構(gòu)材料。相關(guān)資料表明,鈦及鈦合金在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用占到了鈦材總產(chǎn)量的70%左右。目前的飛機、發(fā)動機的壓氣機盤、壓氣機葉片、風(fēng)扇葉片以及機匣等均由鈦合金制造。而鈦合金在飛機及其發(fā)動機等方面的應(yīng)用不可避免的需要使用焊接手段進行連接,因此,鈦合金的焊接工藝對擴大鈦合金的應(yīng)用范圍具有重要作用。
電子束焊目前越來越多地應(yīng)用到鈦合金的焊接中。電子束焊是利用匯聚的高速電子轟擊工件接縫處所產(chǎn)生的熱能,使其加熱、熔化、冷卻結(jié)晶,形成焊縫的一種新型焊接技術(shù)。真空電子束焊。由于焊接過程是在真空環(huán)境中進行,杜絕了空氣對焊接纏繞的影響,所以焊縫的保護效果很好。可完全防止大氣污染,易獲得質(zhì)量非真空環(huán)境下的焊縫。真空電子束焊焊接鈦及鈦合金具有特的優(yōu)勢,表現(xiàn)為焊接冶金質(zhì)量好焊縫窄,焊縫及熱影響區(qū)晶粒細小,接頭性能好焊接快。電子束焊后產(chǎn)生的品粒大多是較均勻的等軸晶,焊接接頭有較高的溫度。由于真空電子束焊焊接需要真空室,所以一般不適合于室外焊接以及大尺寸工件焊接,而且焊縫易出現(xiàn)氣孔,不適合于大批量生產(chǎn)。