钛合金的焊接工艺评定

2018-12-10姜玉慧赵锋

科技创新与应用 2018年30期

姜玉慧　赵锋

摘要：钛合金容器，主材选用TA2合金，钛合金的最大优点是比强度大，综合性能优越，又具有较好的耐腐蚀韧性、焊接性和一定的耐热性，广泛用于宇航、舰船、兵器及化工领域。为确定合理的焊接工艺，保证焊接接头的理化性能完全满足产品要求。

关键词：钛合金；焊接特性；焊接工艺

中图分类号：TG457 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）30-0110-02

Abstract： Titanium alloy vessel is mainly made of TA2 alloy. The biggest advantage of titanium alloy is its high specific strength， excellent comprehensive properties， good corrosion resistance， weldability and heat resistance. It is widely used in aerospace， ships， weapons and chemical industry， in order to determine a reasonable welding process and ensure that the physical and chemical properties of welded joints fully meet the product requirements.

Keywords： titanium alloy； welding characteristics； welding process

前言

为确定合理的焊接工艺，保证焊接接头的理化性能完全满足产品要求，需要对其工艺进行评定。

本次所做的焊接试验是以牌号为TA2的工业纯钛进行研究，工业纯钛为不含合金元素的α钛，不能通过热处理强化，共有TA1、TA2和TA3三个牌号，他们之间的区别在于氧、氮、碳、氢等杂质的含量不同，按牌号尾数依次杂质增多，强度也依次增加，而塑形则依次下降。工业纯钛常温强度较低，但塑形、韧性好，特别是低温冲击韧性很好，而且有优良的耐腐蚀性，很适用于工作在350℃以下强度要求不高的耐蚀场合。

1 材料性能分析

1.1 材料化学成分

TA2板材是根据GB/T 3621-2007S生产，退火条件供货，其化学成分见表1。

1.2 材料的力学性能

通过力学性能试验，TA2的常温力学性能指标见表2。

1.3 材料的焊接特性

1.3.1 易受气体等杂质污染而脆化

常温下钛比较稳定，与氧生产致密的氧化膜具有高的耐腐蚀性。但在540℃以上高温生成的氧化膜则不致密，随着温度升高容易被空气、水分、油脂等污染，吸收氧、氮、氢、碳等，降低焊接接头的塑性和韧性。在融化状态下尤其严重，因此，焊接时对熔池及温度超过400℃的焊缝和热影响区都需要加以妥善保护。

1.3.2 焊接接头晶粒易粗化

由于钛的熔点高、热容量大、导热性差，焊缝及近缝区容易产生晶粒长大，引起塑形和断裂韧度降低。因此，焊接时对焊接热输入要严格控制，一般用小电流，快速焊。

1.3.3 焊缝有形成气孔倾向

气孔是较为常见的缺陷。形成的因素很多，也很复杂，防止焊缝气孔的关键就是杜绝有害气体的一切来源，防止焊接区被污染。