钛及钛合金的焊接性分析 (1).pptx

金属材料焊接钛及钛合金的焊接性分析主讲人：张保林陕西工业职业技术学院焊接接头区的脆化 钛是一种化学活性很高的金属，它在常温下与氧发生反应生成致密的氧化膜，此氧化膜稳定性高并且具有耐蚀性，而540℃以上生成的氧化膜则不致密。焊接接头区的脆化 钛在高温下与O、N、H反应剧烈，随温度的升高，钛及钛合金吸收O、N、H的能力也随之明显升高。Rm/MPa焊接接头区的脆化250℃吸氢Rm/MPa钛合金400℃吸氧600℃吸氮焊接接头区的脆化 钛及钛合金的焊接采用高纯度的氩气和带有拖罩的焊枪，以便对焊缝及400℃以上的高温区进行保护，同时需要对焊缝背面400℃以上的焊接区进行有效保护。 焊缝中碳的质量分数一般不应大于0.1%。焊接裂纹 钛及钛合金中S、P等杂质的含量较少，焊接时很少有低熔点共晶物在晶界处生成，而且结晶温度区间窄，焊缝凝固时收缩量小，因此对热裂纹的敏感性低。焊接裂纹含氧量、含氮量较高冷裂纹较大的焊接应力焊接裂纹延迟裂纹H由熔池向热影响区扩散，引起热影响区H含量增加，使热影响区脆性增大。析出氢化物时，体积膨胀产生较大的组织应力，以致形成裂纹。焊接裂纹减少焊接接头的含氢量延迟裂纹的防止方法真空退火处理严格控制焊接热输入气孔氢在钛中的溶解度随温度的变化气孔熔池中部比熔合线附近温度高，所以氢会由中部向边缘扩散，使边缘处氢的含量升高。熔池边缘凝固时溶解度突然降低，因此，此处氢易于发生过饱和而形成氢气泡。气孔 防止产生气孔的关键是杜绝气体的来源，防止焊接区被污染，通常采取以下措施：严格限制原材料中O2、N2、H2等杂质气体的含量。选用高纯度的氩气（纯度应不低于99.99%），氩气管不宜用橡皮管，而应用尼龙管。延长熔池存在时间，以便气泡逸出；控制氩气流量，防止湍流现象将空气带入焊接。正确选择焊接方法（氩弧焊、真空电子束焊或等离子弧焊等）。热影响区组织变化相的变化热影响区组织变化晶粒的尺寸变化热影响区组织变化 钛马氏体：是合金化元素在a钛中的不饱和固溶体，是钛合金在加热到相变点以上而快冷时形成的无扩散型相变的产物。 它的存在使热影响区的塑性有所降低，热影响区中晶粒尺寸的变化主要表现为熔合线附近过热区中晶粒的长大，粗大的晶粒，会导致热影响区脆性增加，性能降低，因此，确定焊接方法和热输入时既要防止热输入过大造成的粗晶脆化，也要避免冷速过快而形成过多的钛马氏体。谢谢大家主讲人：张保林