鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產生硬脆的TiC,呈網狀分布,容易產生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數小,冷卻速度慢,焊接熱影響區在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,純鈦管廠家應控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關鍵問題。同時,純鈦管廠家應控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發生反應,因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應很高,一般純度≥99.99%。
鈦及鈦合金由于具有比強度高、熱穩定性好、耐腐蝕及無磁性等優異性能,被譽為“太空金屬”、“海洋金屬”,廣泛應用于航空航天、化工、石油、冶金、電力及船舶等領域。自20世紀50年代以來,鈦已成為飛機的主要結構材料,成為高性能航空發動機風機、壓縮機輪和葉片選用的材料之一。隨著航天工業的發展,鈦合金工業作為一個起步較晚的新興產業得到了迅速發展,特別是近年來,國際鈦合金的產量和市場需求經歷了高速發展期,鈦的產量在過去四年中翻了一番。鈦冷卻器(TitaniumCondenser),為制冷系統的機件,屬于鈦換熱器的一種,能把氣體或蒸氣轉變成液體,純鈦管廠家將鈦管中的熱量,以很快的方式,傳到鈦管附近的空氣中。冷卻器工作過程是一個熱釋放過程,因此冷卻器溫度較高。發電廠必須用很多冷卻器冷凝渦輪排出的蒸汽。在冷凍廠中用冷卻器來冷凝氨和氟利昂之類的制冷蒸氣。石油化學工業中用冷卻器使烴類及其他化學蒸氣冷凝。在蒸餾過程中,純鈦管廠家將蒸汽轉化為液體的裝置也稱為冷凝器。所有冷卻器都是帶走氣體或蒸汽的熱量運行。
焊前準備1)焊接場地及環境,焊接環境應清潔、無煙、無塵、獨立。施焊環境的自然條件為:風速≥1.5m/s,相對濕度>80%,溫度<5℃,雨雪無防時不得施焊。例如,在鋼結構車間焊接時,應將鈦焊接區與鋼結構區分開,純鈦管廠家防止鐵粉、氣體等有害雜質的污染;焊接應遠離通風口和開啟門窗,現場應鋪設橡膠墊。(2)保護罩的制作,為了使鈦在高溫區(200℃以上)完全受到氬氣的保護,必須制作保護效果好、焊接操作方便的保護罩。因為保護罩的結構直接影響到焊接質量和焊接效率,所以經過多次結構設計和焊接試驗,最終確定了保護罩的結構形式。另外氬的比重高于空氣,因此保護罩制作時可以考慮在保護罩上方留有操作孔。(3)坡口加工坡口應進行加工,例如,坡口應使用坡口機、氣動內磨機、氧化鋁或碳化硅砂輪拋光片等工具進行加工。加工坡口時,請慢慢加工(或用冷卻水冷卻),純鈦管廠家以免加工時溫度過高。切削后的坡口表面應平整光滑,不能有裂紋、層狀、夾雜、毛刺、飛邊及氧化色等,坡口表面及兩側30mm以內的金屬光澤為銀白色。(4)焊接前清掃焊絲、坡口表面和兩側20mm范圍內進行表面清掃。純鈦管廠家可根據表面污染程度選用脫脂、機械清理或化學清洗,機械清理時允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應用丙酮或無水乙醇等溶劑清洗槽和焊絲,清洗后不要觸摸手,及時在4小時內焊接,過期焊接應再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上,純鈦管廠家應放置在清潔焊絲管內,以防再次污染。
其他雜質對焊縫金屬性能的影響,其他雜質是指除氣體雜質外可能被納入池中的雜質。其來源可能是焊接操作環境不潔凈,焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件,純鈦管廠家焊接前用棉紗擦洗接頭可能會留下棉毛、焊接生產環境和鋼焊接產生混合的銹、濕等有機物質。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素,溶解在溶解的鈦中。當這些元素的數量超過鈦溶解度時,會形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。純鈦管廠家通過熔池結晶,這些化合物進入鈦的晶格內,形成變形的外區,從而改變鈦的力學性能。少量的微量元素被納入鈦中,如果不超過允許的范圍仍有可能,有時人們希望。但不允許雜質元素含量超標,尤其是有機雜質,有害無益。這是因為這些雜質元素使鈦焊縫的力學性能變差,耐蝕性降低,也是冷風氣孔的根源。