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切割钛板的焊接性能

2021-04-22 11:54:22

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钛板切割不可避免地会发生焊接和切割,但由于钛板本身的某些特点,在焊接和切割方面也有其特殊性,因此焊接接头和热影响区(HAZ)容易出现各种缺陷。焊接时应特别注意钛板的物理性能。例如,奥氏体钛板的热膨胀系数是低碳钛板和高铬钛板的1.5倍,导热系数约为低碳钛板的1/3,高铬钛板导热系数约为低碳钛板的1/2左右,比电阻是低碳钛板的4倍以上,高铬钛板的热导率是低碳钛板的3倍。这些条件,加上金属密度、表面张力、磁性等条件对焊接条件有影响。

钛板切割的焊接性能

综上所述,钛板切割的焊接功能主要体现在以下几个方面

(1) 高温裂纹:这里的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。高温裂纹大致可分为冷凝裂纹、微裂纹、热影响区裂纹和再热裂纹。

(2) 低温裂纹:马氏体切削钛板和一些马氏体排列的铁素体切割钛板,有时会出现低温裂纹。由于氢扩散的主要原因是氢分散、焊接接头结合程度和焊缝之间的硬化排列,主要解决的方法是减少焊接过程中的氢弥散,适当预热和焊后热处理,降低结合度。

(3) 焊接接头的电阻:为了降低奥氏体切削钛板高温裂纹的敏感性,通常在成分描述中保留5%-10%的铁素体。然而,这些铁氧体的存在导致了低温电阻的降低。在两相切削钛板焊接过程中,焊接接头区奥氏体体积减小,影响焊接电阻。此外,随着铁素体的加入,电阻值有明显的下降趋势。

钛板切割的焊接性能

研究表明,高纯铁氧体型钛板焊接接头电阻明显降低的原因是碳、氮、氧的混合。在钛板焊接接头中加入氧含量,形成氧化物型掺杂剂,成为裂纹萌生的来源或裂纹扩展的方法,降低了焊接接头的抗裂性能。在某些钛板中,空气被混合到维修气体中,将氮含量加入基体解理表面的{100}表面,产生带状Cr2N,使基体坚硬,降低了基体的电阻。

(4) σ相脆化:奥氏体切削钛板、铁素体切削钛板和双相钛板易发生σ相脆化。由于α相的百分之几在排列中分离,公差明显减小。相的分离通常在600-900℃之间,尤其是在75℃左右。为了防止“相”的发生,铁素体的含量应尽可能减少。

(5) 475℃脆化,在475℃附近(370-540℃)下长期保持,可将Fe-Cr合金分解成低铬浓度α固溶体和高铬α固溶体。当α′固溶体中铬浓度大于75%时,变形由滑移变形转变为孪晶变形,475℃时发生脆性。


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