鈦合金與不銹鋼的焊接性分析

時(shí)間：2022-01-21作者：北京華諾恒宇光能科技有限公司瀏覽：728

鈦及鈦合金因?yàn)榫邆鋸?qiáng)度高、溶點(diǎn)高、延展性好、抗腐蝕性能出色等特性，被廣泛運(yùn)用于航天航空、石油化工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)?？墒牵?yàn)殁伒膹椥阅＞叩?、焊接性和工藝性能差，價(jià)錢相對(duì)價(jià)格昂貴，使其運(yùn)用獲得了一定限定。

而不銹鋼是一種高韌性、成本低的構(gòu)造原材料，與此同時(shí)具有較好的耐蝕性、焊接性和工藝性能。假如能將鈦合金與不銹鋼結(jié)合在一起應(yīng)用，其復(fù)合型預(yù)制構(gòu)件就能與此同時(shí)具有二種材質(zhì)的出色性能，與此同時(shí)減少產(chǎn)品成本。但鈦合金和不銹鋼的焊接歸屬于不一樣的金屬材料焊接，全過(guò)程中很容易出現(xiàn)的各種各樣焊接問(wèn)題也不可忽視。

鈦及鈦合金的焊接性

鈦及鈦合金的化工活力大。在高溫情況下非常容易與空氣中的氫、氧、二氧化碳、水等造成化學(xué)變化，導(dǎo)致焊接連接頭的可塑性及沖擊性韌性降低，與此同時(shí)產(chǎn)生容積脹大而造成比較大的內(nèi)應(yīng)力，造成焊接線周邊發(fā)生出氣孔，比較嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)造成冷裂紋的產(chǎn)生。

鈦及鈦合金的熱物理學(xué)性能*特。鈦合金具備溶點(diǎn)高、熱導(dǎo)率小、導(dǎo)熱系數(shù)小的特性，因而焊接解除凍結(jié)易造成太熱機(jī)構(gòu)，使晶體越來(lái)越粗壯。

鈦及鈦合金的彈性模具約比鋼小一半，因此焊接殘留形變比較大，而且焊后形變的糾正也比較艱難。

不銹鋼的焊接性

奧氏體不銹鋼一般以13%Cr鋼為意味著（別名420不銹鋼）。在焊接時(shí)很容易發(fā)生**低溫延性、**低溫延展性惡變、隨著硬底化造成的可塑性降低等問(wèn)題。

金相組織型不銹鋼以18%Cr鋼為意味著（別名430不銹鋼）。焊接溫度做到475℃以內(nèi)時(shí)，鋼的抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)度會(huì)明顯提升，而可塑性、延展性顯著降低，造成明顯延性化。在700~800℃長(zhǎng)期加溫狀況下，非常容易發(fā)生耐腐蝕性降低及延遲時(shí)間裂紋[i]等問(wèn)題。

馬氏體型不銹鋼以18%Cr-8%Ni鋼為意味著（別名304不銹鋼），一般具備較好的焊接性能。但當(dāng)鎳、鉬含量高的高鋁合金不銹鋼開展焊接時(shí)，易造成高溫裂紋，還易產(chǎn)生σ相脆化，及其耐腐蝕性降低和晶間腐蝕裂紋等缺點(diǎn)。

兩相不銹鋼兼具馬氏體和金相組織不銹鋼的特性，具備較好的焊接性能，對(duì)焊接熱裂紋敏感度較低。但在熱危害區(qū)域內(nèi)金相組織含量的提升，很有可能導(dǎo)致耐腐蝕性減少及**低溫延展性惡變等問(wèn)題。

鈦合金與不銹鋼的綜合性焊接性

現(xiàn)階段，鈦合金與不銹鋼的焊接方式主要包含激光焊、低溫等離子焊、電子束焊機(jī)、發(fā)生爆炸焊、攪拌摩擦焊和擴(kuò)散焊等。

鈦合金的主要成分鈦和不銹鋼的主要成分鐵，都是屬于高溶點(diǎn)原材料，但二者的溶點(diǎn)相距140℃。在焊接全過(guò)程中，當(dāng)不銹鋼已做到融化情況時(shí)，鈦合金仍呈固態(tài)情況，這時(shí)不銹鋼原材料非常容易滲透到太熱區(qū)的位錯(cuò)，導(dǎo)致不銹鋼原材料的外流、鋁合金原素?zé)g或揮發(fā)，使焊接連接頭無(wú)法焊合。

除此之外，鈦的物理性質(zhì)開朗，非常容易與不銹鋼中鐵集團(tuán)、鉻、鎳等鋁合金原素產(chǎn)生化學(xué)變化轉(zhuǎn)化成金屬材料間化學(xué)物質(zhì)，聯(lián)接的時(shí)候容易在接頭處產(chǎn)生延性相和比較大的熱應(yīng)力，造成連接頭裂開。并且鈦合金與不銹鋼在相對(duì)密度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)等物理學(xué)性能和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能上父有比較大差別，必定會(huì)減少鈦合金與不銹鋼焊接的堅(jiān)固性。

現(xiàn)階段，鈦合金與不銹鋼的焊接仍存有好多問(wèn)題急需解決。但無(wú)可否認(rèn)的是，科學(xué)研究鈦合金與不銹鋼的焊接，具備很大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)收益。





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