氣雜質(zhì)對(duì)金屬焊接性能的影響,鈦具有較高的化學(xué)活躍性,與空氣中的氧、氮具有極高的親和力。溫度較低時(shí),鈦與氧相互作用,形成一層致密的氧化膜,其厚度隨溫度升高而增加,在600攝氏度以上時(shí),鈦開始吸收氧,并將氧溶解于鈦中。當(dāng)溫度再次升高時(shí),鈦的活性急劇增加,與氧發(fā)生劇烈反應(yīng),形成氧化鈦。鈦在300°C以上開始吸氫,在700°C以上開始吸收氮。由于鈦被氧和氮污染,鈦的強(qiáng)度和硬度增加,而塑性降低。氧氣比氮?dú)獾挠绊懜?。鈦中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%~0.05%時(shí),鈦合金方管廠家會(huì)使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降,而塑性卻下降較少。這意味著氫化物引起的脆性。氫也是焊縫中氣孔的來源。在焊接過程中,熔池就像一個(gè)小型冶金爐,熔融金屬與空氣接觸。如果鈦合金方管廠家不采取相應(yīng)的防護(hù)措施,熔融的金屬和空氣被隔絕,氧、氮、氫等氣體要素融入鈦中,形成脆性氧化物和氮化物,焊接金屬的塑性下降,拉伸強(qiáng)度上升,嚴(yán)重的情況下裂,塑性等于0。
鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對(duì)鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對(duì)鈦的溶解使鈦的脆性增強(qiáng),韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強(qiáng)度,降低塑性,碳含量超過溶解度時(shí),會(huì)產(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點(diǎn)高,比熱及導(dǎo)熱系數(shù)小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時(shí)間長(zhǎng),高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦合金方管廠家應(yīng)控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護(hù)是關(guān)鍵問題。同時(shí),鈦合金方管廠家應(yīng)控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發(fā)生反應(yīng),因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應(yīng)很高,一般純度≥99.99%。
焊接工藝評(píng)定,按NB/T47014—2011進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,焊接工藝評(píng)定所用鈦管材料為TA2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準(zhǔn)備預(yù)焊程序時(shí),應(yīng)以焊接可操作性和良好的焊接接頭性能為原則。為保證鈦盤管施焊的焊接接頭滿足使用要求,鈦合金方管廠家評(píng)定焊接工藝試驗(yàn)時(shí)按預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。所用氬弧焊焊機(jī)型號(hào)為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果可知焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果合格。(2)切片腐蝕試驗(yàn),為了檢驗(yàn)焊接接頭的耐蝕性,鈦合金方管廠家采用氬弧焊焊接一個(gè)鈦管試件,封口時(shí)均采用通水保護(hù),其中中間焊縫特意不進(jìn)行保護(hù),焊縫呈黃色,部分呈藍(lán)色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進(jìn)行腐蝕試驗(yàn),結(jié)果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍(lán)色金黃色焊縫腐蝕嚴(yán)重,表明在焊接過程中,經(jīng)通水保護(hù)的焊縫同樣耐腐蝕。
鈦焊管、鈦合金管等鈦合金材料在有色冶金中有哪些應(yīng)用?鈦及鈦合金產(chǎn)品具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐高溫性和高壓性。因此,在有色金屬和稀有金屬的生產(chǎn)中,各種品牌的鈦合金在多種腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性要比不銹鋼好得多。鈦在有色冶金生產(chǎn)中,首先提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,大大改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動(dòng)條件,很大程度地實(shí)現(xiàn)鈦合金方管廠家機(jī)械化和自動(dòng)化。鈦是以軋制零件的形式在工業(yè)上使用,軋制零件生產(chǎn)的產(chǎn)品可以滿足大型規(guī)格和重要設(shè)備的要求。鈦零件以鑄件(設(shè)備、泵等)的形式高效制造。)和金屬陶瓷零件。比如工業(yè)上用鈦合金泵代替鑄鐵泵和耐酸鋼制成的泵輸送鉀鎂(含弱鹽酸)的鹽酸溶液,使用壽命提高15-20倍,輸送液體時(shí)損耗降低2/5。比如在鎂的生產(chǎn)冶煉中,鈦合金方管廠家使用的是鈦合金管廠家制造的洗滌器回流噴霧器、鈦泵、鈦管道系統(tǒng)、通風(fēng)器、鈦三通、鈦節(jié)流閥、鈦減速機(jī)、鈦循環(huán)水箱。他們是具備各種各樣侵蝕性介質(zhì)的煉制設(shè)備,耐腐蝕合金是提高設(shè)備壽命和改善產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法。
鈦合金方管廠家生產(chǎn)的鈦是活性很高的金屬,其活性隨著溫度的升高而提高。鈦及其合金在空氣或含氧氣氛中受熱時(shí)與氧氣一起作用。當(dāng)加熱到428℃以下時(shí),形成保護(hù)性氧化膜。當(dāng)溫度升高時(shí),氧化膜的厚度增加。當(dāng)溫度高于538℃時(shí),氧化膜開始失去保護(hù)作用,氧氣通過膜擴(kuò)散到金屬中,形成明顯的氣體滲透層。如果高于815c,鈦表面形成一個(gè)松散的氧化層。當(dāng)前,我國經(jīng)濟(jì)保持高速健康發(fā)展,為我國鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)環(huán)境。我國化工、電力、海洋開發(fā)、汽車工業(yè)、生物工程用鈦發(fā)展迅速。特別是中國新推出的大型飛機(jī)項(xiàng)目,極大地拉動(dòng)了國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)鈦的需求,成為國內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。這是國內(nèi)鈦合金生產(chǎn)企業(yè)的巨大發(fā)展機(jī)遇,也是國內(nèi)鈦合金行業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),要求鈦合金企業(yè)提高產(chǎn)品技術(shù)含量,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高鈦合金方管廠家的管理水平。相信中國的鈦工業(yè)經(jīng)過幾年的追趕后,能在全球鈦工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮越來越重要的作用。