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合金元素对钛合金焊接性能影响有哪些?

焊缝及热影响区在焊接后温度很高,在周围母材的影响下,冷却速度很快。所以,钛及钛合金在熔焊后,很容易产生马氏体a'、a"、淬火ω相以及亚稳定β相等亚稳定组织。在β稳定元素含量较小的合金中,粗大的针状马氏体组织会使塑性下降。对β稳定元素含量较多的合金出现的淬火ω相会造成焊缝脆化。这些亚稳定组织也对焊接性能造成不良影响。采用合理的焊接规范以及焊后热处理制度可以减少甚至消除这种影响。

合金元素及合金类型对焊接性能影响.jpg

合金的成分对焊接性能有很大影响。用β稳定元素含量高的焊丝焊接时,焊缝与母材相比,其塑性降低一般比β稳定元素含量少的要激烈。随着它们强化能力的增加,对塑性降低越严重,焊接性能降低。一般来说,a型钛合金可焊性较好,但生成气孔及冷裂纹倾向较大;a+β型钛合金中可焊性稍差,并随着β稳定元素含量的减少而变好;热稳定β型钛合金在焊接后不经热处理即有较好的综合性能。可热处理β合金则往往在焊缝时效后塑性急剧下降,很难得到良好的综合性能。

  综上所述,在钛及钛合金中为了获得高质量的焊接接头,必须注意如下几点:

  (1)严格控制母材和焊接材料(包括填充材料和无氧焊剂)中的有害杂质,特别是氢、氧、氮、碳等间隙元素的含量。在焊接前要对工件和焊接材料、设备进行严格的清理;

  (2)用高纯惰性气体、无氧焊剂或真空的条件保护焊缝及热影响区,使其在焊接及冷却中不受气体沾污;

  (3)尽量采用线能量小的焊接规范,减少金属过热倾向;对不同合金要选择合适的焊后热处理制度,以调整焊缝和热影响区的组织和力学性能。


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