工业纯钛的焊接工艺编制123剖析

毕业设计绪论年来已在石油化工设备上广泛应用。由于我国钛矿贮量丰富,因此钛及其合金作为石油化工设备新型的抗腐蚀材料有着广阔的前途。在航空、航天、火箭、人造卫星、造船、随着钛的加工和焊接技术问题的解决，钛及钛合金在民用工业部门中的用量及其钛不含合金元素，不能热处理强化。工业纯钛的熔点高(1668℃)比强度大，并具有很第一章工业纯钛的焊接性分析 毕业设计表1工业纯钛的化学成分及板材的室温机械性能化化学成分%不小于杂质(不大于)TiFeSiCNH99.50.150.100.050.030.01599.20.300.150.100.050.01599.00.400.150.100.050.015室温性能(不小于)σδ%板材厚度Ob状表2钛与钢、铝、铜的部分物理性能比较导热系导热系数λ(卡/cm.秒℃)容积比热(卡/cm3℃)(g/cm3)材料工业纯钛不锈钢低碳钢铝铜熔点(℃) 毕业设计在400℃以上的高温(固态)下极易被空气、水分、油脂、氧化皮污染，由表面吸扭曲，从而提高钛及钛合金的硬度、强度，但塑性却显著降低。例如:1.5mm放入TA2氢是稳定β相的元素，在β相中有较大的溶解度，而在度很低，在金属中起到微裂纹作用，引起接头下降。氢对工为防止氢造成的脆化，焊接时要严格控制氢的来源。首 毕业设计当焊接重要结构件时，可将焊丝、母材放入真空度为0.0130~0.0013Pa的真空退钛的纵向弹性模量比不锈钢小(约为不锈钢的50%)在同样的焊接应力作用下，钛可使焊接区的高温停留时间缩短，焊缝的表面色泽得以进一步改善(即氧化程度减轻)。气孔是最常见的缺陷，它占钛合金整个焊接缺陷的70%以上，尽管国内外对气孔进校毕业设计表3钛焊缝形成气孔的影响因素形形成气孔的原因在熔池中混入氧、氮、氢等杂质气体焊丝表面吸附杂质气体焊丝表面存在灰尘和油脂焊丝表面存在氧化物焊丝内部含有杂质气体焊件表面吸附杂质气体焊件表面存在灰尘和油脂焊件表面存在氧化物焊件内部含有杂质气体钨极氩弧焊时焊接电流太大焊接读读太快破口角度太小影响因素焊接区气氛丝件焊接条件坡口形式A 毕业设计4.用等离子弧焊代替钨极氩弧焊可以减少气孔，这是由于等离子弧焊的熔池温度高，对熔池前沿的焊接破口热清理作用大及放气过程快的缘故。5.尽量缩短焊件从清理到焊接的时间。临焊前对焊件、焊丝清理具有良好的效果，放，以防吸潮。7.焊前在破口端面需进行机械加工，去掉切痕，则可有效地预防气孔的产生。8.对熔池施以良好的气体保护，控制好氩气的流量及流速，防止产生紊流现象。第二章工业纯钛的焊接工艺拟定接层数的增多，焊缝的累积吸气量增加，以致影响到接头的塑性。 毕业设计表4钛材的坡口形式及尺寸列与下表δ--α.00.5—1.5βδαβδα.5—2.01.机械清理对于焊接质量要求不高或酸洗有困难的焊件，可用细砂皮或不锈钢可按如下的配方进行处理：在硝酸40%氢氟酸3%—5%和水(余量)的混合酸液中浸蚀 毕业设计为了减少焊件的变形，焊前可在接头坡口间进行定位焊，一般定位焊的间距为以下，杂质总含量小于0.02%，相对湿度小于5%，水分小于0.001mL/L.焊接区的气体保护校毕业设计面)与空气相隔绝。现分别按焊缝正面、焊缝正面后端、焊缝反面的保护加以叙述。钛焊缝表面的气体保护效果除与氩气纯度、流量、喷嘴与焊件间距离、焊接接头形度的方法，即在焊缝两侧或焊缝反面设置空冷或水冷铜压块。2.2.2焊缝正面后端的保护校毕业设计焊缝反面的保护，常采用在局部密封气腔内或整个焊件(指封闭的圆形、椭圆形焊件)内充满氩气，以及在焊缝背部设置通氩气的垫板等方法。 毕业设计表4垫板成形槽尺寸及压板间的距离成成形槽尺寸(mm)深0.5—0.8钛板厚度(mm)反面不通氩气反面不通氩气反面通以氩气反面通以氩气反面通以氩气压板间距20--2525--3025--30宽2.0—3.03.0—5.05.0—6.06.0—7.0第三章工业纯钛的各种焊接方法钛及钛合金的焊接方法中应用最广的是手工钨极氩弧焊。这种方法主要用于10mm10mm的钛板可采用自动熔化极氩弧焊。真空充氩气用于形状复杂、且难以使用夹具保护的较小部件或零件的焊接。焊接工艺纯钛及所有钛合金焊接时，都有晶粒粗化(长大)的倾向，其中尤以β钛合金最为 毕业设计表5钛及钛合金板手工钨极氩弧焊的参考焊接工艺参数氩氩气流量L/min嘴8-108-10罩20-2520-2520-2525-2825-2825-2825-2825-2826-3026-306-86-88-102626对接接头的也可不加焊丝间隙破空间隙反面衬有钢°坡口角度60°钝边坡口角度55°，钝边坡口角度55°，钝边焊丝直径mm2.0-3.02.0-3.02.0-3.02.0-3.03.0-4.03.0-4.03.0-4.00-4.00-4.04.0-5.00-4.00-4.0焊接电流A30-5040-6060-8080-110220-240200-240230-250200-220200-220钨极直径mm2.0-3.02.0-3.03.0-4.03.0-4.03.0-4.0mm20-2220-2220-2220-22焊接层数11111222-32-32-34-66-86厚mm开I形坡对接对称双V形坡 毕业设计表6钛及钛合金的自动钨极氩弧焊工艺参数(对接接头)主喷拖罩反面嘴8-1012-146-88-1012-146-8m焊接电流A1.270-1001.2100-1203.0200-2503.0240-2803.0200-2603.0220-260尺寸mm565678——————口—————V形°V形 0°°焊接m/h22-2420-229-1220-25Vm接数111111111操作技术表7工业纯钛焊缝表面颜色与接头冷弯角的关系焊焊缝表面颜色冷弯角(°)焊接质量保护效果污染程度 毕业设计银白色金黄色深黄色银白色金黄色深黄色浅蓝色深蓝色暗灰色较差差小格格不合格不合格不合格大大0焊缝表面颜色与硬度(维氏硬度(维氏硬度(HV)110117123120162焊缝表面颜色银白色金黄色紫色蓝色灰白色第4点117120159120156111113113118162第8点105124118125169109122119118160第6点107111125117155氧重 毕业设计延时闭合时间选择20—30s，在不装有引出板的条件下(如管子对接焊)可用电流衰减等离子弧焊接的工艺表9工业纯钛的等离子弧自动焊工艺参数氩氩气流量(L/min)离子气流5———嘴流8-9保流6-86-80喷嘴与焊件间距离mm喷嘴与焊件间距离mm钨极与焊件间距离4mm,采用两层焊接钨极与焊件间距离4mm,采用两层焊接钨极与焊件间距离焊接A冲电流焊接速度m/h—8-12V——径mmmm2568钨极直径mm焊丝直径mm—————— 毕业设计4mm,采用两层焊接103.85.0250256202591.0送丝速度1.5m/min，表10工业纯钛焊接接头的力学性能α(°)8/472.369.24-435.12/432.18465.5-475.3等离子弧焊416.5-421.4在航空、航天工业部门中常用电焊、缝焊方法焊接钛及钛合金，目前主要用于2.0-2.5mm厚的薄板结构上。，电焊1.焊前准备钛及钛合金的点焊可在单相交流点焊机、三相低频点焊机、P260CC 毕业设计。冷水冲洗干净。数的稳叠成)，选用不同的焊接电流、电极压力及通电时间等相匹配的参数，均可以获得相似及钛合金的电阻点焊参考工艺参数及接头强度。随着焊接电流的增加与通电时间的延长，点核直径与焊透率均相应增大。焊透率开始时增大较快，然后逐渐减慢。流焊接时，在点焊接头中心区可能产生疏松缺陷，为此将上表中的电极压力数据提高20%-25%。 。 毕业设计点焊接头的疲劳极限较低，但适当地采取预热、焊后加热及控制焊接锻压循环等过表11钛及钛合金的电阻点焊参考工艺参数及接头强度电极接触表焊点面直径mmNss0.6+0.64-5____0.8+0.84-5000-6.00.1-0.154-54.5-5.50006.0-7.0-0.205.0-5.506.5-7.5-0.255.5-6.55-6.000-50008.0-8.55-0.306.5-7.02.0+2.06.0-7.09.0-10.0-8.02.5+2.57.0-8.0.70008.0-9.00+2.0-8.00.22____3.0+3.07.0-8.0680016.5-17.0____表12钛及钛合金的缝焊工艺参数间焊缝宽度ssNmin0.8+0.86-70.1-0.120.200.8-1.04.5-5.50.12-0.140.260.6-0.84-55.5-6.58.5-9.550000.5-0.65.5-6.52.0+2.06.5-7.5-0.280.4-0.50.4-0.56.5-7.52.5+2.5-8.08-0.320.5-0.6003.0+3.011.0-13.50.28-0.300.34-0.489000-110000.3-0.4—校毕业设计第四章焊接试验钛板表面的氧化物及其他脏物,在焊接高温下会严重污染焊接接头,并使焊缝产生气孔。酮擦洗油污等脏物。然后放入酸洗液中约2—3n。A0—200A。A校毕业设计4.5焊接质量检验焊接方法手工氩弧焊工艺设计要求拉力试验口位置焊缝—弯—化化学成分/%O54.64.6焊接接头的耐腐蚀检验对焊接接头的耐腐蚀性,在实验室的条件下,用硝酸法与母材作了对比试验,其结果V周期的腐蚀量IV周期的腐蚀量Ⅲ周期的腐蚀量腐蚀量腐蚀量试验状态手工氩弧焊焊缝母材 毕业设计方面要严格清除油污脏物,另一方面控制焊材和母材的含氢量,以及适当地调节焊接规粒比较粗大,粗大的晶粒是因为在高温停留时间长而引起的。涉及到这两者与焊接线能向β相转变,其转变温度(885℃)到其熔化温度(1600℃),温度范围比较大,就会使β相产生了少量的α′相,所以降低相变点以后的冷速是必要的。层被污染,富集了气体,富集区的塑性是很低的,因此冷弯时容易从该处开裂。而当再加热时,表面富集的气体就会向内部扩散,从而降低了高脆性区的气体含量,性能有所改善,但其内部的硬度有所增高。对于可以允许加工的厚零件焊接时,表面的污染可以在随后 校毕业设计