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TIG氩弧焊钛合金缺陷及控制措施总结
2019.08.04

总结我司机器人TIG氩弧焊在钛合金产品焊接项目的经验和教训,认真学习了北京控制工程研究所张伟萍张工的文章,为提高钛合金产品焊接的质量和效率,有如下几点:

 

1. 钛合金TIG焊的主要缺陷

 

- 钨极在焊接时与熔池接触 ,形成短路 ,在电流作用下脱落,另一个原因是钨极在高温条件下 ,经历一定时间烧蚀后,脆断自然脱落, 掉入熔池。

- 气体等杂质污染引起的焊接接头脆化。常温下 ,钛合金是比较稳定的。试验表明 , 在焊接过程中,液态熔池金属具有强烈的吸收氢、氧、氮的作用 ,而且在固态下 ,这些气体已与其发生作用。随着温度的升高,钛合金吸收氧、氮及氢的量明显增加 ,钛从 250 ℃ 开始吸收氢 ,从 400 ℃开始吸收氧 ,从 600 ℃开始吸收氮。这些气体被吸收后 ,将会直接引起焊接接头脆化。

- 焊接接头裂纹。钛合金焊接时 ,焊接接头产生热裂纹的可能性很小 ,这是因为钛合金中 S, P 等杂质含量很小 ,由 S, P 形成的低熔点共晶不易出现在晶界,加之有效结晶温度区间窄小 ,钛合金凝固时收缩量小 ,焊缝金属不会产生热裂纹。钛合金焊接接头的裂纹主要是冷裂纹 ,主要与氢、碳等有关。焊接时由于熔池和低温区母材中的氢向热影响区扩散 ,引起热影响区氢含量增加 ,如果这个部位处于应力状态 ,就会引起裂纹。同时 ,由于氢的溶解度变化引起 β相过饱和析出 ,并由焊接过程中体积膨胀引起较大内应力的作用而导致冷裂纹。另外 , 当焊缝含碳量超过 0. 1%时 ,焊缝出现网状 TiC,其数量随碳含量增高而增多 ,使焊缝塑性急剧下降 ,在焊接应力作用下易出现裂纹。

 

2. 缺陷的控制措施

   - 气体有效保护:使用纯氩气保护气体,控制氩气露点,注意焊枪通氩气的管道采用尼龙材质软管。

   - 焊接前对材料管件进行有效处理,酸洗或者打磨去毛刺,如采用酸洗,清理至焊接总时间<2H.

   - 焊接前对待焊接工件进行加热处理,焊接后对工件进行加热,提高产品整体温度均匀性,减少因温差导致的产品变形。

   - 避免钨极与熔池相互接触,定期检查、打磨钨极,减少钨极脱落次数。

   - 重点关注焊接参数,控制在熔池的时间,方便气体(氢气)溢出。

   - 控制气体流量,过大会加速焊缝的冷却。

   - 焊接后尽快去应力。

数据提供:天助网    
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