钛材焊接是带热源的气氛控制作业
约 400 °C 以上,钛会从空气中吸收氧、氮、氢,由此产生的脆化在零件失效之前不可见。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
钛的吸引力——比强度高、耐蚀、生物相容——伴随着一项压倒其他一切考量的焊接要求。高温下的钛对大气具有化学侵蚀性,而焊接过程中吸收的污染,事后无法去除。
污染机理
在约 400 °C 以上,钛会大量吸收氧、氮、氢。它们以间隙方式溶入金属晶格,提高硬度的同时急剧降低塑性与断裂韧性。
受影响的材料并非某个可以在实际意义上被机加工去掉的表层——污染是渗透进去的。而这种性能变化在尺寸检验或目视检验中并不可见。
颜色指示及其局限
表面变色提供了一个指示:亮银色为洁净,浅麦秆色为临界,而蓝色、灰色或白色粉状表面表明污染程度递增。标准把这作为验收准则之一。
它是有用的现场指标,也是不完善的指标。颜色反映的是表面氧化物,而一条颜色合格的焊缝完全可能已经吸收了氢——氢根本不产生任何颜色变化。
充分保护需要什么
拖罩。 焊缝在光束后方很长一段距离内仍高于反应温度,因此保护必须覆盖正在冷却的焊缝,而不只是熔池。拖罩沿接缝延长了覆盖范围。
背面保护。 根部一侧需要与正面同等的保护。
箱式焊接。 对关键件,在充满惰性气体的箱体内焊接可彻底消除几何难题,代价是产能与零件尺寸受限。
洁净度。 氢来自水分、油污与指纹。预处理与操作纪律,与气体覆盖同等重要。
激光在哪里有帮助
窄热影响区与高行进速度,缩短了任一点停留在反应温度以上的时间,从而缩小了需要保护的区域。这使得保护气几何布置比慢速工艺更容易处理。
但它并未取消这项要求。那些把钛当作「换套参数的普通不锈钢」来对待的项目,做出过通过全部尺寸检验、却在力学试验中失效的零件——这是一种代价高昂的方式,用以学会:决定工艺的是气氛,不是光束。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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