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鈦合金導管手工焊接技術(shù)

點(diǎn)擊次數:757   更新時(shí)間:2022-08-16 10:00:30     來(lái)源:本站

[摘 要]針對航空發(fā)動(dòng)機鈦合金導管TA16、TA18焊接工藝進(jìn)行研究。對鈦合金導管手工氬弧焊進(jìn)行了研究。
[關(guān)鍵詞]航空發(fā)動(dòng)機;鈦合金導管;焊接參數
中圖分類(lèi)號: TG456.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2019)04-0045-01
1 前言
鈦合金具有密度小、強度高、耐腐蝕等特點(diǎn),鈦合金管材作為一種新型材料,廣泛應用于航空航天領(lǐng)域,在航空發(fā)動(dòng)機管路中鈦合金導管所占比重越來(lái)越大。另外鈦合金是一種非?;顫姷慕饘?,在高溫下對氧、氫、氮等氣體具有極大的親和力,吸收和溶解氣體能力很強,特別是在焊接過(guò)程中,這種能力伴隨著(zhù)焊接溫度的升高,表現得尤為強烈,在焊接時(shí)需要對氧、氫、氮等氣體的吸收和溶解加以控制,避免產(chǎn)品的報廢,這給鈦合金管焊接帶來(lái)了極大的困難。
2 鈦合金導管手工氬弧焊
2.1鈦合金導管的焊接性
(1)焊接接頭的脆化
在常溫下,鈦與氧反應生成致密的氧化膜,從而使其具有較好的化學(xué)穩定性與耐腐蝕性。高溫下,特別是在焊接過(guò)程中,鈦合金與氧、氫、氮反應的速度極快,當熔池中侵入氧、氫、氮等有害氣體后,焊接接頭的塑性、韌性和表面顏色等都有明顯的變化,特別是在882℃以上時(shí),接頭晶粒長(cháng)大傾向嚴重,冷卻時(shí)形成馬氏體組織,致使接頭強度、硬度、塑性、韌性下降,過(guò)熱傾向嚴重,接頭嚴重脆化。因此,在進(jìn)行鈦合金焊接時(shí),對熔池、熔滴及高溫區,不管是正面還是反面,都應進(jìn)行全面、可靠的氣體保護。
(2)氣孔
氣孔是鈦及鈦合金焊接時(shí)最常見(jiàn)的缺陷,主要出現在熔合線(xiàn)附近。氫是形成氣孔的主要原因。在焊接時(shí),鈦吸收氫的能力很強(在高溫時(shí)更強),溶解度卻隨著(zhù)溫度的下降而顯著(zhù)下降,所以溶解于液態(tài)金屬中的氫往往來(lái)不及逸出就聚集于熔合線(xiàn)附近形成氣孔。
(3)近縫區的延時(shí)裂紋
鈦合金在焊后一段時(shí)間內.在近縫區往往容易出現裂紋(延時(shí)裂紋)。產(chǎn)生原因是氫由高溫熔池向低溫熱影響區擴散,隨著(zhù)含氫量增加,析出的TiH2量增加,使熱影響區脆性增大,再加上析出的氫化物體積膨脹時(shí)產(chǎn)生的組織應力,最終導致裂紋產(chǎn)生。
2.2鈦合金導管的焊接要求及注意事項
(1)盡量設置專(zhuān)用的焊接工作間,室內嚴禁吸煙,環(huán)境保持清潔、干燥,嚴格控制空氣的對流。
(2)焊工焊接時(shí)穿潔凈的工作服,戴脫脂手套,嚴禁赤手觸摸零件。
(3)焊接區域及焊絲表面應用丙酮進(jìn)行脫脂處理。
(4)采用高純度保護氬氣,純度不小于99.99%。焊接時(shí)的供氣流量應按工藝規程規定的值對焊道正面、背面進(jìn)行保護。
(5)在焊接過(guò)程中,管內氬氣與焊具噴嘴的氬氣流量要保持恒定,以防管內焊縫熔池成型產(chǎn)生凸凹現象。
(6)焊接時(shí)應盡可能采用短弧焊接,采用小的焊接線(xiàn)能量。
(7)對接管定位點(diǎn)焊時(shí),其間隙小于30%壁厚。每道焊縫應盡可能一次焊完。
(8)焊接時(shí),焊具不應左右擺動(dòng),焊絲熔化端不得移出氣體保護區。引弧時(shí)應提前送氣10-15s,息弧時(shí)不能馬上抬起焊槍?zhuān)瑧雍蠊?5-30s,直到溫度降至250℃以下。
2.3焊接工藝
2.3.1焊前清理。
焊接缺陷的產(chǎn)生與焊件、焊絲表面清潔度有很大關(guān)系。焊前應將管接頭邊緣15~20mm范圍內及焊絲表面的油污、水、氧化膜及其他臟物清理干凈。清理方法可采用化學(xué)方法(酸洗)或機械手段(不銹鋼刷除)去除表面氧化皮。焊前還應用丙酮或酒精擦洗,清洗后的焊件必須在24h內焊完,否則需重新清理。焊絲酸洗后最好經(jīng)過(guò)真空脫氫處理,焊前用丙酮脫脂。
2.3.2氣體保護。鈦管接頭在焊接時(shí),為了防止焊接接頭在高溫下被有害氣體及元素污染,必須對焊縫進(jìn)行必要的氬氣保護,純度不小于99.99%。氬氣流量按表2-1所示。
2.3.3焊接工藝參數的選擇。
(1)焊絲的選擇。填充焊絲的牌號應根據母材來(lái)選擇,一般采用與母材同質(zhì)的原則,有時(shí)為了提高接頭的塑性,也可以選擇比母材合金化程度稍低的焊絲。焊絲直徑的選擇應根據母材厚度來(lái)選擇,見(jiàn)表2-1所示。
(2)電源及極性的選擇。鈦及鈦合金焊接一般采用直流手工鎢極氬弧電源,其極性接法采用直流正接。
(3)鎢極的選擇。鎢極直徑根據鈦合金管壁厚選擇,一般在 1.0-3.Omm之間,鎢極端部應磨成25°~45°的錐形。
(4)焊接電流及其他參數選擇見(jiàn)表2-1。
參考文獻
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