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新竹纯钛GR.1和GR.2的焊接工艺说明和要点
工业纯钛钛材GR.1和GR.2,作为纯钛的主要牌号,在焊接时候有哪些注意要点?焊接工艺如何呢?阿斯米合金整理说明如下:
1、焊接环境:焊接环境要求通风、干燥、无尘并与钢结构预制场所隔离。风速小于2m/秒,以室内(或棚内)作业为好。湿度小于90%。
2、焊接器材
焊丝的化学成分和力学性能要与母材相当,要求高塑性时,纯度应比母材高。
氩气纯度大于等于99.99%,水分小于等于50ml/m3,露点低。
焊机应有高頻引弧、电流衰减和气体延时保护装置。
氩气纯度对对接接头表面颜色及接头弯曲角的影响
氩气纯度(%) | 99.99 | 98.7 | 97.8 | 97.5 | 97.0 | 96.5 | 96.0 | 94.0 |
接头表面氧化颜色 | 银白 | 浅黄 | 深黄 | 金紫 | 深蓝 | 灰蓝 | 灰红 | 灰白 |
接头冷弯角(rad) | 158 | 145 | 115 | 114 | 93 | 44 | 39 | 0 |
板厚1.5mm
采用软塑料管输氩气。喷嘴直径φ12~16mm。选用鈰钨极(或钍钨极),钨极磨削成图1所示形状。
3、焊前准备
坡口采用机械方法加工。
坡口形状见图2。
坡口及焊丝的清理。焊前应认真对焊丝及坡口进行清理,这是工业纯钛焊接中重要的一步。清理方法可采用机械清理:用细锉、奥氏体不锈钢丝刷或銑刀等,和化学清洗的方法。
化学清洗方法见表1。
钛合金酸洗溶液配方及规范 表1
配方号 | 组 分 | 浸洗时间 | 冲洗 |
A | HCl350ml/L,HNO360ml/L,NaF50ml/L,H2O余量 | 室温下3min | 冷净水 |
B | HF10%, HNO330%,H2O 60% | 室温下1min | 冷净水 |
将焊丝表面及坡口两侧25mm以内的氧化皮、油脂、毛刺和污物清理干净。最后用绸布沾丙酮或乙醇擦洗,以彻底除去油污及水分。清理完后必须在4小时内焊完,否则要重新清理。清理过的焊丝应在150~200℃下保温使用,取用时应戴清洁手套。
4、定位焊
工业纯钛的定位焊,一定要采用与正式焊接完全相同的焊接材料和焊接工艺,- - -。点焊处不得有裂纹、气孔、夹渣及氧化变色等缺陷,一旦发现缺陷应及时消除重焊。定位焊长度10mm左右,间距150~200mm,高度不超过壁厚的2/3。
5、焊接方法
工业纯钛采用手工钨极氩弧焊。手法采用左焊法,见图3、图4。直流正接。焊接位置采用平焊和管口的转动焊。在不妨碍观察的前提下,弧长越短越好,不摆动或少摆动。焊接层数越少越好,以免引起晶粒粗大。
6、焊接工艺参数
焊接工艺参数见表。
壁厚 (mm) | 焊接层数 | 钨极 直径(mm) | 焊丝 直径(mm) | 喷嘴 直径 (mm) | 层间 温度 (℃) | 焊接热输入量 | 氩气流量(升/分) | ||||
焊接 电流 (A) | 电弧电压 (V) | 焊接 速度(cm/min) | 喷 嘴 | 保 护 | 背 面 | ||||||
≤2 | 1 | 1.6 | 2.0 | 12~16 | ≤200 | 40~70 | 10~12 | 7.5 ~ 15 | 8~12 | 16~25 | 6~10 |
3~4 | 2 | 2.0 | 2.0 | 16~20 | ≤200 | 80~110 | 12~14 | 12~15 | 25~30 | 8~15 | |
5~7 | 3 | 2.4 | 3.0 | 16~20 | ≤200 | 100~140 | 12~14 | 12~15 | 25~30 | 8~15 | |
≥8 | 多层 | 3 | 3 | 16~20 | ≤200 | 120~180 | 12~16 | 20~25 | 12~15 | 25~30 | 8~15 |
宜采用较小的焊接规范。热输入量小于、等于35000J/cm,层间温度小于、等于200℃,小电流和较慢的焊接速度。这样即可以防止过热产生粗晶,又可防止或减少气孔、裂纹、咬边等焊接缺陷。
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