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钛管件中高频感应焊接技术的应用

编辑:潍坊创一新材料科技有限公司时间:2020-06-27

  我国现有的钛管件生产线均采用氩弧焊工艺,而且多为引进管线,技术消化尚不周全。氩弧焊存在加热速度慢、热影响区宽、焊后施加挤压力不到位、焊缝组织致密性不高、焊接速度较慢等局限。用于焊接钛管时,要么焊接区不易形成熔池,要么容易形成多种低熔点共晶物和氢气孔;要么较难完成焊接,要么焊接质量较难保证,容易产生热裂纹、变形和耐蚀性下降等现象。这主要是因为:钛的密度小,导热系数低,焊缝区容易产生粗大晶粒,形成过热组织而使塑性下降,焊接冷却较快又容易产生不稳定的脆性钛马氏体,同样使得焊接接头的塑性下降。钛的弹性模量小,焊接变形大,冷变形的回弹能力大,成形困难。钛在达到熔融状态的过程中,会与周围气态元素氢、氧、氮、碳发生剧烈的化学反应,生成化合物,严重影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。

  高频感应焊接属于一种固相焊接方法,是以感应圈套在被焊钛管件外,不接触板材,只产生较小的熔池,使待焊边沿达到热熔化状态,迅速施加顶锻力,在较强的挤压力作用下使金属间实现固相连接。只要管坯边缘的电流密度适合、加热过快,使焊缝热影响区过小,就可以形成晶粒紧密的金属键联结,使焊缝的性能加强。其次,金属氧化物与杂质的熔点一般都高于金属本身,液态金属氧化物或杂质的粘度一般也高于液态金属,在焊缝挤压成形过程中,这些金属氧化物和杂质就会被挤出而形成良好焊缝组织。

  钛及钛合金与铜及铜合金一样,都属于非磁性材料,高频感应焊接速度要比磁性材料的焊接速度高得多,否则就会出现焊接困难、焊缝成形差的问题。由于焊接时受到强挤压,焊缝晶粒被细化而均匀,成为细密的锻造组织,而且焊接速度越快,焊缝晶粒度越小,焊后扩口率也越大。高频感应焊接技术在薄壁和薄壁有色金属管制造领域具有显着高于其它焊接工艺的优势,格外适合焊接形成熔池后易产生共晶物与气孔的钛管件及钛合金、铜及铜合金,以及易发生相变的不锈钢等特定材料。