在
鈦合金(jīn)配件(jiàn)加工焊接過程中,需要(yào)注(zhù)意以下幾個方麵:

一、焊前準備(bèi)
材料清潔
去除油汙和(hé)雜質:鈦(tài)合金表麵的油汙、油脂和灰塵(chén)等雜質會在焊接過程中進入焊縫,形成氣孔、夾雜等缺陷。因此,在焊接前,必須使用適當(dāng)的(de)溶劑(jì)(如丙酮、酒精等)對鈦合金配件表麵(miàn)進行清洗,確保表麵幹淨。例(lì)如,對(duì)於小型鈦合金配件,可以將其浸泡在丙酮溶液中一段時間,然後用幹淨的布擦拭幹淨。
去除氧化膜:鈦合金表(biǎo)麵極易形成一層致密的氧化膜(mó)(TiO₂),其熔點遠高於鈦合金本身。如果不去除這層氧化膜,會導致焊接時熔合不良。常用的去除氧化膜的方法有(yǒu)機械打磨(mó)和化學酸洗。機械打磨時,要使用細砂紙(如 200 - 400 目)或不鏽鋼絲刷,沿著(zhe)同一(yī)方向輕(qīng)輕打磨,避免劃傷表麵,並且打磨後要盡快進行焊(hàn)接,防止(zhǐ)再次氧化。化學酸洗可以使用氫氟酸 - 硝酸(suān)混合(hé)溶液,但這種(zhǒng)方法需要嚴格控製(zhì)酸洗時間和溶液濃度,因為(wéi)酸液(yè)會對鈦合金(jīn)產生腐蝕作用。
接頭(tóu)設計與裝配
接頭形式選擇:鈦合金焊接接頭的(de)形式有對接、搭接、T 形接等多種。對接接頭是最常用的形式(shì),因為它能夠提供較好的力學性能和較小的應力集(jí)中。在設計(jì)對接接頭時,要確保焊件的厚度一致,並且預留合適的間隙(xì),一般間隙寬度在 0.5 - 1.5mm 之間,這(zhè)樣有利於焊縫金屬的填(tián)充和氣體的排出。
裝配精度控製:鈦合金配件在裝配(pèi)時,要(yào)保證焊件之間的貼合緊密,錯邊量應控製在較小範圍內。對於要求較高的焊接結構,錯邊量一(yī)般不超過焊件厚度的 10%。精確的裝配可以減少焊接應力,提(tí)高焊接質量。在裝配過程中(zhōng),可以使用(yòng)夾具來固定焊件,但(dàn)夾具的材料要避免與鈦合金發生化學反應,一般可以選用銅合金或不鏽鋼製作的夾具。
二(èr)、焊接過程
焊接方法選擇
鈦合金焊接常用的方法有(yǒu)鎢極(jí)氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧焊(MIG)和電子束焊接等。TIG 焊具有焊縫質量高、焊接過程穩定等優點(diǎn),適用於薄板和精(jīng)密(mì)結構的焊接;MIG 焊焊接速(sù)度快(kuài),適用於中厚板鈦合金的焊接;電子束(shù)焊接可以獲得深寬比(bǐ)大的(de)焊縫,適合焊接對形狀(zhuàng)和尺寸精(jīng)度(dù)要求高的鈦合金配件,但設備成本較高(gāo)。在選擇焊接方(fāng)法時,要根據鈦合金(jīn)配件的厚度(dù)、形狀、焊接質量要求和生(shēng)產效率等因素綜合考(kǎo)慮。
焊接參(cān)數控製
焊接電流和電壓:對於 TIG 焊(hàn),焊接電流是關鍵參數之一。電(diàn)流過小會(huì)導致熔深不足,焊縫成型差;電流過大則(zé)會使焊縫過熱,產生氣孔、裂紋等缺(quē)陷(xiàn)。一般情況下,焊接電流根據鈦合金配件(jiàn)的厚度來(lái)確定,例如,焊接 1 - 2mm 厚的鈦合金板時,焊接電流可以控製在 80 - 120A 之間。同時,要配合適當的焊接電壓,通常(cháng)電壓在 10 - 15V 之(zhī)間,以保證電弧的穩定性。
焊接(jiē)速度:焊(hàn)接速度影響焊縫的熱輸入和成型。速度過快會使焊縫冷卻過快,產生(shēng)未熔(róng)合等缺陷;速度過(guò)慢則會使熱(rè)輸入(rù)過大,導致焊件變(biàn)形和焊縫組織粗大。在實際焊接過程中,要(yào)根據焊接電(diàn)流、焊件厚度等因素合理調整焊接速度。例如,在(zài)上述(shù) 1 - 2mm 厚鈦合金板的(de) TIG 焊中,焊接速度可以控製在 10 - 15cm/min 之間。
保護氣體流量:由(yóu)於鈦合金在高溫(wēn)下極易與空氣中的氧、氮、氫(qīng)等氣體發生反應,所以(yǐ)在(zài)焊接過程中必須使用惰性(xìng)氣體進行保護。氬氣(qì)是最常用的保護氣體(tǐ),其純度要(yào)求在 99.99% 以上。保護(hù)氣(qì)體流量要適中,流(liú)量過(guò)小不能有效保護焊接區域,流量過大則會造成氣體浪費並且可能(néng)擾亂電弧。一般情況下,正麵保護氣體流量在 10 - 20L/min 之間,背麵保(bǎo)護氣體流(liú)量在 5 - 10L/min 之間,具(jù)體(tǐ)流量還需要根據焊接方法、焊件形狀和尺寸等因素進行(háng)調整。
焊(hàn)接環境控製
保持清潔(jié)和幹燥:焊接現場要保持清潔,避免灰塵、鐵屑(xiè)等雜質進入焊接區域。同時,環境濕(shī)度要盡量低,因為(wéi)鈦合金在(zài)焊接過程中會吸收氫氣,高濕(shī)度環境會增加焊縫中氫含量(liàng),導致氫脆現(xiàn)象。如果環境濕度較大,可以使用除濕設備來降低濕度。
防(fáng)風措(cuò)施:風會吹散保(bǎo)護氣體,使焊接區域失去保護,導致焊縫氧化。因此,在焊接時,要采取有效的防風措施,如使用焊接屏風、在封閉的車間內(nèi)焊接或在焊接區域周圍設置防風(fēng)擋板等。
三、焊後處理
焊縫清理
焊接完成後(hòu),要及時清理焊縫表麵的熔渣、飛濺物等(děng)。對於 TIG 焊,焊縫表麵一般比較光滑,但可能會有少(shǎo)量的氧化色,可以使用不鏽鋼(gāng)絲刷輕輕刷去。對於 MIG 焊(hàn),由於焊接過程中熔滴過渡方式的特點,可能會產生較多的飛濺物,需要使用工具將其(qí)清理幹淨。清理後的(de)焊縫要檢查是否有表麵缺陷,如氣孔、裂紋等。
消除應力處理
鈦合金焊接後會產生一定(dìng)的焊接應(yīng)力,這些應力可能會導致焊件(jiàn)變形或在使用(yòng)過(guò)程中出現裂紋。常用的消除應力方法有熱處理和機械處理。熱處理可以采用(yòng)真空退(tuì)火或在保護氣氛下退(tuì)火的方式,退火溫度一般在 550 - 700℃之間,保溫時間根(gēn)據焊件的厚度和尺寸確定,然後緩慢冷卻。機械處理可以通過錘擊焊縫或(huò)對焊件(jiàn)進行適當的拉(lā)伸、彎曲等方式來釋放應力,但這種方法要注(zhù)意控製變形量,避免影響焊件的尺寸精度。
表麵防護(hù)
由於鈦合金表麵在空氣中容易氧化,焊後可以對焊件進(jìn)行表麵防護(hù)處理。一種方法是在焊件表麵塗覆防護(hù)漆(qī),選擇具有良(liáng)好耐腐蝕性和(hé)附著力的塗料,如環氧(yǎng)漆等。另一種方法是進(jìn)行化學鈍化處理,在焊(hàn)件表麵形(xíng)成一層致密的鈍化膜,提高其耐腐蝕性。