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合金元素及焊接热输入变化时对焊接接头性能的影响

 
     
发布时间:2022-07-20 来源:金沙电玩app下载-网赌十大网站
 

合金元素及焊接热输入变化时对焊接接头性能的影响

1、热输入变化对工业纯钛及钛合金焊接接头性能的影响,工业纯钛焊接时,在严格防止气体杂志对焊缝及其附近区域发生污染的情况下,采用不添焊丝或用与母材等成分的焊丝氩弧焊焊接时,焊缝及焊接接头抗拉强度与母材相同或相近,焊缝及焊接接头的塑性稍有降低。

焊接热循环变化对工业纯钛近缝区力学性能的影响:

    以TC1、TC4(Tc3成分基本与TC4相近)及TC10三种为例。

   TC1属于Ti-Al-Mn系合金,含AIT.0%-2.5%(质量分数)Mn0.8%-20%,相Ti-2A1-1.5Mn,据有关资料先容,在含A12%(质量分数)的钛合金中,在平衡状态时,稳定元素Mn在其中的最大溶解度为0.5%,退火后其组织外还含有少量的B相,这种钛合金焊接性基本良好。

    在合适的焊接参数情况下,采用同质焊丝时,由于焊接时的快速冷却,在焊接接头上会出现a相,焊接接头的强度系数为100%,但接头塑性有一些降低。

    TC4属于Ti-AL-V系合金,含AL4.5%-6.0%(质量分数),相当于Ti-6AL-4v,根据研究在含A16%(质量分数)的钛合金中,在平衡状态下稳定元素V在其中最大溶解度为1.2%,退火后组织为(a+B),但b量不多。

    TC4钛合金可以在退火状态及淬火加效时效状态下使用。

    在进行退火的TC4钛合金氩弧焊焊接时,利用同种成分焊接丝进行焊接后,其焊接接头强度系数可达100%,但焊接接头的塑性却有较大的降低。

    提高焊接接头塑性的途径有二条:一是采用工业纯钛或比母材合金成分较低的钛合金焊丝,二是采用焊后真空退火处理,例如,当焊接厚板1mm的TC4钛合金板材时,采用工业纯钛做填充焊丝进行氩弧焊接,在不进行热处理情况下焊接头的塑性可达到母材塑性值的80%,采用薄板、不开坡口、母材在焊缝中所占百分比较高,焊接接头强度可相当于母材95%左右,若焊后进行适当真空退火处理,则焊接接头塑性可进一步提高,可与母材基本等同,强度系数为90%,若板较厚,需开坡口焊接,在采用合金成分低于母材的异种成分焊丝时,虽然接头塑性较好,但接头强度则下降。

    有资料表明,在氩弧焊焊接TC4相同成分的焊丝进行氩弧焊时,为了提高焊接接头的塑性,可进行适当的退火处理,退火一般为800摄氏度x2h。

    TC3与TC4的成分基本相近,只是TC3平均铝的质量分数比TC4少1%,但其焊接性相近。

    为了保证钛及钛合金焊接接头有较好的塑性,除合理选用焊丝外,应注意选择合适的焊接热输入,以保证其冷却速度在合适的范围内,不同的钛材,其最佳的冷却速度范围是不一样的,具详细资料记载,工业纯钛合适冷却速度范围为10-200摄氏度,TC1(Ti-2AL-1.5Mn)合适冷却速度范围内12-150摄氏度/s,TC4(Ti6L-4V)合适冷却速度范围为2-40摄氏度/s。

    钛及钛合金的复杂焊接件有时需要经消除应力处理,以提高疲劳强度及抗应力腐蚀能力,并增加尺寸稳定性。

    TC10(Ti-6AL-6V-2Sn-0.5Fe)是一种强度很高的钛合金,这种钛合金含B合金元素较高,其焊接性不好,有人研究发现当板厚为12mm或大于12mm时,焊接热影响区在焊接应力作用下易出现裂纹,这与热影响区出新脆性组织有关,例如进行260摄氏度左右的预热,可防止裂纹的发生,并使接头塑性有所提高,焊后经760摄氏度4h炉冷退火处理,也可使街头塑性有所提高,焊后如果经760摄氏度4h炉冷退火处理,也可使接头塑性有所提高.

 

 

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