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現(xiàn)在針對(duì)鈦合金焊接方法,業(yè)內(nèi)人員多選用氬弧焊或等離子弧焊進(jìn)行焊接加工,但該兩種辦法均需填充焊接材料,因?yàn)榫S護(hù)氣氛、純度及效果的約束,帶來(lái)接頭含氧量的加大,強(qiáng)度下降,且焊后變形較大。選用電子束焊接和激光束焊接,研討了TC4鈦合金的焊接工藝性,完成該種材料的精細(xì)焊接。接下來(lái)本文要介紹的是鈦合金焊接的方法及注意事項(xiàng),如下:
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(1) 焊縫氣孔傾向。焊縫中的氣孔是焊接鈦合金最遍及的缺點(diǎn),存在于被焊金屬電弧區(qū)中的氫和氧是發(fā)生氣孔的主要原因。TC4鈦合金電子束焊接,其焊縫中氣孔缺點(diǎn)很少。為此,側(cè)重就激光焊接焊縫中構(gòu)成氣孔的工藝要素進(jìn)行研討。
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由實(shí)驗(yàn)成果能夠看出,激光焊接時(shí)焊縫中的氣孔與焊縫線(xiàn)能量有較密切聯(lián)系,若焊接線(xiàn)能量適中,焊縫內(nèi)只需極少數(shù)氣孔、乃至無(wú)氣孔,線(xiàn)能量過(guò)大或過(guò)小均會(huì)導(dǎo)致焊縫中呈現(xiàn)嚴(yán)峻的氣孔缺點(diǎn)。此外,焊縫中是否有氣孔缺點(diǎn)還與焊件壁厚有必定聯(lián)系,比較試樣實(shí)驗(yàn)成果可看出,隨著焊接壁厚的加大,焊縫中呈現(xiàn)氣孔的概率將加大。
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(2) 焊縫內(nèi)部質(zhì)量。使用平板對(duì)接試樣,選用電子束焊接和激光焊接來(lái)調(diào)查焊縫內(nèi)部質(zhì)量,經(jīng)理化檢測(cè),焊縫內(nèi)部質(zhì)量經(jīng)X射線(xiàn)探傷,達(dá)GB3233-87 II級(jí)要求,焊縫外表和內(nèi)部均無(wú)裂紋呈現(xiàn),焊縫外觀成型杰出,色澤正常。
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(3) 焊深及其波動(dòng)狀況。鈦合金作為工程構(gòu)件運(yùn)用,對(duì)焊深有必定要求,否則不能達(dá)到構(gòu)件強(qiáng)度要求;而且要完成精細(xì)焊接,有必要對(duì)焊深動(dòng)搖加以操控。為此,選用電子束焊接和激光焊接辦法別離焊接了兩對(duì)對(duì)接試環(huán),焊后對(duì)試環(huán)進(jìn)行了縱向及橫向解剖,來(lái)調(diào)查焊深及焊深動(dòng)搖狀況,成果表明,電子束焊接焊縫均勻焊深可達(dá)2.70mm以上,焊深動(dòng)搖起伏為-5.2~+6.0%,不超越±10%;激光焊接焊縫均勻焊深約為2.70mm,焊深動(dòng)搖起伏為- 3.8~+5.9%,不超越±10%。
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(4) 接頭變形剖析。使用對(duì)接試環(huán)來(lái)調(diào)查接頭焊接變形,檢測(cè)了對(duì)接試環(huán)的徑向及軸向變形,成果表明,電子束焊接和激光焊接的變形都很小。電子束焊接的徑向縮短變形量為f 0.05~f 0.09mm,軸向縮短量為0.06~0.14mm;激光焊接的徑向縮短變形量為f 0.03~f 0.10mm,軸向縮短變形量為0.02~0.03mm。
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(5) 焊縫安排剖析。經(jīng)理化檢測(cè),焊縫安排為a+b,安排形狀為柱狀晶+等軸晶,有少數(shù)的板條馬氏體呈現(xiàn),晶粒度與基體接近,熱影響區(qū)較窄,安排形狀和特征較為理想。
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經(jīng)研討可得出:關(guān)于TC4鈦合金,無(wú)論是激光焊接仍是電子束焊接,只需工藝參數(shù)匹配合理,均可使焊縫內(nèi)部質(zhì)量到達(dá)國(guó)標(biāo)GB3233-87Ⅱ級(jí)焊縫要求,完成TC4鈦合金的精細(xì)焊接;焊縫外觀成形杰出,色澤正常;焊縫余高很小,無(wú)咬邊、凹陷、外表裂紋等缺點(diǎn)發(fā)生。