Влияние свойств титана на сварку титана Влияние кислорода и азота
Кислород и азот являютсяинтерстициальнотвердый-растворяется в титане, вызывая искажение титановой решетки, повышенную устойчивость к деформации, повышенную прочность и твердость, а также снижение пластичности и ударной вязкости. Присутствие сварочного кислорода и азота в сварном шве неблагоприятно, и его следует избегать.
2. Влияние водорода
Увеличение водорода вызовет резкое снижение ударной вязкости металла шва титана, при этом пластичность несколько уменьшится.Гидридыприведет к хрупкости сустава.
3. Влияние углерода
При комнатной температуре углеродинтерстициальнотвердое вещество-растворяется в титане, увеличивая прочность и уменьшая пластичность. Однако это не так очевидно, как кислород и азот. Когда содержание углерода превышает растворимость,ТиК, который твердый и хрупкий, формируется и распределяется в виде сети,-подобной сети, которая склонна к растрескиванию. Национальный стандарт предусматривает, что содержание углерода в титане и его сплавах не должно превышать 0,1%. Во время сварки масляные пятна назаготовкаа сварочная проволока может увеличить содержание углерода. Поэтому во время сварки их необходимо очищать.
III. Анализсвариваемостьиз титана
Титан имеет хорошиесвариваемость.Из-за своей небольшой теплопроводности (0,041 Кал/градус·см·с) металлический титан плавится только в пределах горения дуги и обладает хорошей текучестью. Кроме того, он имеет небольшой коэффициент теплового расширения (8,6×10-6/градус, что намного меньше, чем у углеродистой стали), что значительно улучшаетсвариваемостьиз металлического титана.
IV. Связь цвета сварных швов титана с качеством сварки
1. Изменение цвета сварных швов титановых труб из титана и титановых сплавов и механизм образования дефектов.
Дефекты и механизм образования сварных швов титановых труб из титана и титановых сплавов заключаются в следующем. При сварке титановых труб защитный слой газа аргона, образуемый аргонодуговой сварочной горелкой, может лишь защитить сварочную ванну от вредного воздействия воздуха, но не оказывает защитного действия на сварной шов и прилегающую к нему зону, уже затвердевшие и находящиеся в высоко-температурном состоянии. В этом состоянии сварной шов титановой трубы и прилегающая к нему область все еще обладают сильной способностью поглощать азот и кислород из воздуха. От 400 до 600 градусов поглощается кислород, а от 600 до 800 градусов поглощается азот. В воздухе содержится большое количество азота и кислорода.
По мере постепенного увеличения степени окисления цвет сварного шва титановой трубы меняется и пластичность сварного шва снижается. Правила: серебристо-белый-белый (нет окисления), золотисто-желтый (TiO, примерно при 250 градусах титан начинает поглощать водород), синий (окисление Ti2O3 несколько серьезнее), серый (окисление TiO2 сильное).
2. Цвет поверхности титанового сварного шва можно использовать для оценки качества сварки титана.
Испытания различных цветов и твердости сварных швов титана проводятся следующим образом:
(1) Экспериментально доказано, что по мере углубления цвета сварного шва, то есть увеличения степени окисления сварного шва, твердость сварного шва увеличивается. Благодаря экспериментам, проведенным коллегами, твердость металлического титана увеличивается, а вредные вещества, такие как кислород и азот, в сварочном шве увеличиваются, что значительно снижает качество сварки.
(2) Свариваемость титана и его химические и физические свойства имеют очень важную взаимосвязь. Однако ключ заключается в том, что в условиях высоких-температур на высокую реакционную способность титана легко влияет загрязнение воздуха. При нагреве его зерна расширяются, а при остывании сварного соединения образуются хрупкие фазы. Температура плавления титана очень высока, достигая 1668±10 градусов, что превышает энергию, необходимую для сварки стали. В то же время химическая активность титана относительно активна, он гораздо легче реагирует с О и Н, чем сталь. При температуре 600 градусов он быстро объединяется. При 100 градусах он поглощает H и O в больших количествах, а способность растворять H в несколько десятков тысяч раз выше, чем у стали, тем самым образуя наводороженный титан, вызывающий резкое снижение ударной вязкости. Увеличение содержания газовых примесей увеличивает склонность к холодному и замедленному растрескиванию, а также повышает чувствительность к надрезам. Поэтому чистота аргона, используемого для сварки, не должна быть ниже 99,99%, влажность не должна превышать 0,039%, а содержание водорода в сварочной проволоке должно быть ниже 0,002%. Коэффициент теплопередачи титана составляет 1/2 от коэффициента теплопередачи стали, и он претерпевает превращение из до при 882 градусах. При более высоких температурах зерна быстро растут как на дрожжах, и производительность существенно ухудшается. Поэтому необходимо строго контролировать температуру, особенно продолжительность пребывания при высокой-температуре в сварочном термоцикле. При сварке титана нет проблем горячего и межкристаллитного растрескивания, но возникает проблема пористости, особенно при сварке + сплавы.
V. Меры предосторожности при сварке титана
1. При сварке титана необходимо обеспечить строгую защиту зоны сварки и области после-высокой-температуры после сварки, чтобы предотвратить попадание воздуха в зоны сварки и зоны с высокой-температурой, что могло бы оказать серьезное влияние на качество сварного шва. Поэтому необходимы аргон с чистотой 99,99% и защитные кожухи.
2. Фаска сварного шва должна быть обработана механическим способом (шлифовка не допускается).
3. Следует избегать точечной сварки и использовать высокочастотное зажигание дуги.
4. Следует избегать термообработки после-сварки; Если необходима термообработка после-сварки, температура термообработки должна быть менее 650 градусов.
