Χαρακτηριστικά συγκόλλησης τιτανίου και κραμάτων του
1 Φυσικές και χημικές ιδιότητες τουτιτάνιο και τα κράματά τουΤο τιτάνιο έχει δύο αλλότροπα, αντιπροσωπευόμενα από και, αντίστοιχα, με θερμοκρασία μετάβασης 882,5 μοιρών, ο κρύσταλλός του σε χαμηλή-θερμοκρασία είναι ένα στενό-εξαγωνικό πλέγμα και σταθερό πάνω από 882,5 μοίρες Ο κρύσταλλος είναι σώμα -κεντρικό κυβικό πλέγμα. Το τιτάνιο έχει κακή θερμική αγωγιμότητα και η θερμική του αγωγιμότητα είναι ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα. Όταν υπάρχουν ακαθαρσίες στο τιτάνιο, η θερμική του αγωγιμότητα μειώνεται. Ο Πίνακας 1 παραθέτει τη σύγκριση των κύριων φυσικών ιδιοτήτων του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου και άλλων μεταλλικών υλικών.
2 Δομή συγκόλλησης κράματος τιτανίου
The welded structure of industrial pure titanium and the titanium alloy is single-phase at room temperature, and a zigzag or needle-like structure is formed depending on the cooling rate. Various mechanical properties have no major changes compared with the base metal, and the welding performance is good. In the process of cooling from phase, plus titanium alloy forms martensite ( ' phase), and the quantity and properties of ' phase change according to alloy composition and cooling rate. In general, with the increase of the phase, the ductility and toughness of the alloy decrease. Even for Ti-6Al-4V with good weldability, when the content of -stabilizing element vanadium is more than 5 percent , the weldability decreases. The martensite formation temperature of beta titanium alloy is lower than room temperature, and the weld is in a metastable beta phase, so the weldability does not deteriorate. However, due to the addition of too many alloying elements, extensibility is often lacking. In addition, aging and cold working increase the strength of the alloy, while welding will cause a loss of strength, so welding is not used for titanium alloy processing.
3 Ελαττώματα συγκόλλησης κραμάτων τιτανίου
3.1 Ευθραυστότητα στην περιοχή της συγκολλημένης άρθρωσης
Η περιοχή συγκόλλησης τιτανίου και κραμάτων τιτανίου είναι επιρρεπής σε μόλυνση από ακαθαρσίες όπως αέριο και ευθραυστότητα. Τα κύρια στοιχεία που προκαλούν ευθραυστότητα είναι το O, N, H, C, κ.λπ. Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου είναι σχετικά σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται επίσης η ικανότητα του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου να απορροφούν O, N και H σημαντικά. Το Ti αρχίζει να απορροφά υδρογόνο από 250 βαθμούς, οξυγόνο από 400 βαθμούς και άζωτο από 600 βαθμούς. Το άζωτο και το οξυγόνο έχουν μεγάλη επίδραση στην αντοχή και την πλαστικότητα της άρθρωσης. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άζωτο και οξυγόνο στη συγκόλληση, η αντοχή της άρθρωσης αυξάνεται και η πλαστικότητα κάμψης μειώνεται και η επίδραση του αζώτου είναι μεγαλύτερη από αυτή του οξυγόνου. Το υδρογόνο επηρεάζει κυρίως την αντοχή στην κρούση της άρθρωσης.
3.2 Τάση ρωγμής ζώνης συγκόλλησης
(1) Καυτές ρωγμές.
Δεδομένου ότι το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου περιέχουν λιγότερες ακαθαρσίες όπως S, P και C, σχηματίζονται λίγες ευτηκές χαμηλού-σημείου τήξης- στα όρια των κόκκων και το εύρος θερμοκρασίας κρυστάλλωσης είναι πολύ στενό και το Η συρρίκνωση της συγκόλλησης είναι μικρή όταν στερεοποιείται, επομένως η ευαισθησία στις θερμές ρωγμές είναι υψηλή. Χαμηλός.
(2) Ψυχρές ρωγμές και καθυστερημένες ρωγμές.
Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο και άζωτο στη συγκόλληση είναι υψηλή, η απόδοση της συγκόλλησης γίνεται εύθραυστη και θα εμφανιστούν ρωγμές υπό την επίδραση μεγαλύτερης τάσης συγκόλλησης, η οποία σχηματίζεται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Κατά τη συγκόλληση κραμάτων τιτανίου, μερικές φορές εμφανίζονται καθυστερημένες ρωγμές στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-και το υδρογόνο είναι ο κύριος λόγος για τον σχηματισμό καθυστερημένων ρωγμών. Η κύρια μέθοδος για την αποφυγή καθυστερημένης ρωγμής είναι η μείωση της πηγής υδρογόνου στις συγκολλημένες αρθρώσεις και, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να πραγματοποιηθεί ανόπτηση υπό κενό για να μειωθεί η περιεκτικότητα σε υδρογόνο των συγκολλημένων αρμών.
3.3 Πόροι συγκόλλησης
Το πορώδες είναι ένα κοινό ελάττωμα στη συγκόλληση τιτανίου καικράματα τιτανίου. Τα O2, N2, H2, CO2 και H2O μπορεί να προκαλέσουν πορώδες. Οι πόροι των συγκολλήσεων τιτανίου και κράματος τιτανίου κατανέμονται ως επί το πλείστον κοντά στη ζώνη σύντηξης, η οποία είναι χαρακτηριστικό των πόρων του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου. Οι πόροι στη συγκόλληση όχι μόνο προκαλούν συγκέντρωση τάσεων, αλλά μειώνουν επίσης την πλαστικότητα του μετάλλου γύρω από τους πόρους και οδηγούν ακόμη και σε θραύση ολόκληρης της συγκολλημένης άρθρωσης. Επομένως, ο σχηματισμός πόρων πρέπει να ελέγχεται αυστηρά.
