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合金元素對钛合金焊接性能影響有哪些?

焊縫及熱影響區在焊接後溫度很高,在周圍母材的影響下,冷卻速度很快。所以,钛及钛合金在熔焊後,很容易産生馬氏體a’、a”、淬火ω相以及亞穩定β相等亞穩定組織。在β穩定元素含量較小的合金中,粗大的針狀馬氏體組織會使塑性下降。對β穩定元素含量較多的合金出現的淬火ω相會造成焊縫脆化。這些亞穩定組織也對焊接性能造成不良影響。采用合理的焊接規範以及焊後熱處理制度可以減少甚至消除這種影響。
合金的成分對焊接性能有很大影響。用β穩定元素含量高的焊絲焊接時,焊縫與母材相比,其塑性降低一般比β穩定元素含量少的要激烈。随着它們強化能力的增加,對塑性降低越嚴重,焊接性能降低。一般來說,a型钛合金可焊性較好,但生成氣孔及冷裂紋傾向較大;a+β型钛合金中可焊性稍差,并随着β穩定元素含量的減少而變好;熱穩定β型钛合金在焊接後不經熱處理即有較好的綜合性能。可熱處理β合金則往往在焊縫時效後塑性急劇下降,很難得到良好的綜合性能。
綜上所述,在钛及钛合金中爲了獲得高質量的焊接接頭,必須注意如下幾點:

  • (1)嚴格控制母材和焊接材料(包括填充材料和無氧焊劑)中的有害雜質,特别是氫、氧、氮、碳等間隙元素的含量。在焊接前要對工件和焊接材料、設備進行嚴格的清理;
  • (2)用高純惰性氣體、無氧焊劑或真空的條件保護焊縫及熱影響區,使其在焊接及冷卻中不受氣體沾污;
  • (3)盡量采用線能量小的焊接規範,減少金屬過熱傾向;對不同合金要選擇合适的焊後熱處理制度,以調整焊縫和熱影響區的組織和力學性能。

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