第7章常用有色金屬的焊接

1、第7章 常用有色金屬的焊接 鋁及鋁合金 常用有色金屬 銅及銅合金 鈦及鈦合金7.1 7.1 鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金的焊接知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 1.了解鋁了解鋁及鋁合金及鋁合金的性能特點(diǎn)和應(yīng)用；的性能特點(diǎn)和應(yīng)用； 2.熟悉鋁熟悉鋁及鋁合金及鋁合金的焊接性；的焊接性； 3.掌握鋁掌握鋁及鋁合金及鋁合金的焊接工藝。的焊接工藝。能力目標(biāo)：能力目標(biāo)： 能夠根據(jù)鋁能夠根據(jù)鋁及鋁合金及鋁合金的實(shí)際條件正確分析他們的的實(shí)際條件正確分析他們的焊接性，并可以制定相應(yīng)的焊接工藝。焊接性，并可以制定相應(yīng)的焊接工藝。7.1.1 7.1.1 鋁及鋁合金的分類、成分及性能鋁及鋁合金的分類、成分及性能鋁鋁及及鋁鋁合合金金

2、的的分分類類變形變形鋁合金鋁合金鑄造鑄造鋁合金鋁合金工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁10001000系系熱處理熱處理強(qiáng)化強(qiáng)化鋁合金鋁合金非熱處非熱處理強(qiáng)化理強(qiáng)化鋁合金鋁合金Al-Mg-SiAl-Mg-Si鍛鋁鍛鋁40004000系或系或60006000系系防銹鋁防銹鋁30003000或或50005000系系硬鋁硬鋁20002000系系A(chǔ)l-Cu-MgAl-Cu-Mg超硬鋁超硬鋁70007000系系A(chǔ)l-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu新型鋁合金新型鋁合金Al-LiAl-Li系合金系合金鋁硅系合金鋁硅系合金鋁鎂系合金鋁鎂系合金Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si鋁銅系合金鋁銅系合金鋁鋅系合金鋁鋅系

3、合金Al-MnAl-Mn合金合金Al-MgAl-Mg合金合金表表7-1 7-1 鋁合金分類鋁合金分類表表7-2 7-2 常用鋁及鋁合金的力學(xué)性常用鋁及鋁合金的力學(xué)性能能 7.1.2 鋁及鋁合金的焊接性鋁及鋁鋁及鋁合金的合金的焊接性焊接性 焊縫中的氣孔焊縫中的氣孔 焊接熱裂焊接熱裂紋紋 焊接接頭的焊接接頭的“等強(qiáng)性等強(qiáng)性” 焊接接頭的耐蝕性焊接接頭的耐蝕性 鋁及其合金的化學(xué)活性很強(qiáng)，表面極易形成難熔氧化膜（鋁及其合金的化學(xué)活性很強(qiáng)，表面極易形成難熔氧化膜（AlAl2 2O O3 3熔點(diǎn)約為熔點(diǎn)約為20502050，MgOMgO熔點(diǎn)約為熔點(diǎn)約為25002500）, ,加之鋁及其合金導(dǎo)熱加之鋁及其合

4、金導(dǎo)熱性強(qiáng)，焊接時(shí)易造成不熔合現(xiàn)象。由于氧化膜密度與鋁的密度接性強(qiáng)，焊接時(shí)易造成不熔合現(xiàn)象。由于氧化膜密度與鋁的密度接近，也易成為焊縫金屬的夾雜物。同時(shí)，氧化膜可吸收較多水分近，也易成為焊縫金屬的夾雜物。同時(shí)，氧化膜可吸收較多水分而成為焊縫氣孔的重要原因之一。此外，鋁及其合金的線膨脹系而成為焊縫氣孔的重要原因之一。此外，鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)容易產(chǎn)生翹曲變形。數(shù)大，焊接時(shí)容易產(chǎn)生翹曲變形。 表表7-3 7-3 部分鋁及鋁合金的相對(duì)焊接性部分鋁及鋁合金的相對(duì)焊接性焊縫焊縫中的中的 氣孔氣孔 產(chǎn)生產(chǎn)生 原因原因 控制控制措施措施弧柱氣氛中水分的影響弧柱氣氛中水分的影響 氧化膜中水分的影響

5、氧化膜中水分的影響 減少氫的來(lái)源減少氫的來(lái)源 控制焊接工藝控制焊接工藝 1.焊縫中的氣孔(1) 氣孔的分布特征1) 臨近焊縫表層的“皮下氣孔”。2) 焊縫中部或根部的“密集氣孔”。3) 熔合區(qū)邊界的“氧化膜氣孔”。圖圖7-17-1(2) 氣孔的形成原因1) 焊接區(qū)內(nèi)存在氫的來(lái)源。2) 鋁合金中氫的溶解度存在突變。3) 鋁合金熔池凝固速度快。圖圖7-2 7-2 氬氣中水的體積分?jǐn)?shù)氬氣中水的體積分?jǐn)?shù)對(duì)氣孔生成傾向的影響對(duì)氣孔生成傾向的影響表7-4氫在鋁中的溶解度和擴(kuò)散速度(3) 氣孔的防止措施1) 清除材料表面的氧化膜和污染物。2) 降低氣氛中的水分。圖圖7-3 7-3 鏟根對(duì)鋁鎂合金鏟根對(duì)鋁鎂合

6、金MIG焊焊焊縫氣孔傾向的影響焊縫氣孔傾向的影響圖7-4相對(duì)濕度對(duì)焊縫中氣孔數(shù)量的影響3) 控制焊接參數(shù)。圖圖7-5 7-5 MIG焊的焊縫氣孔傾焊的焊縫氣孔傾向與焊接參數(shù)的關(guān)系向與焊接參數(shù)的關(guān)系2. 熱裂紋(1) 熱裂紋的形成原因如圖7-6所示，鋁合金焊接裂紋可能出現(xiàn)在焊縫，也可能出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū)，而在焊縫的弧坑處更容易出現(xiàn)。圖7-6鋁合金的焊接熱裂紋a) 弧坑裂紋b) 焊縫中的熱裂紋c) 熱影響區(qū)中的熱裂紋 焊接焊接 熱裂紋熱裂紋鋁合金屬于共晶型合金。從理論鋁合金屬于共晶型合金。從理論上分析，最大裂紋傾向與合金的上分析，最大裂紋傾向與合金的“最大凝固溫度區(qū)間最大凝固溫度區(qū)間”相對(duì)應(yīng)。但相

7、對(duì)應(yīng)。但是，由平衡狀態(tài)圖得出的結(jié)論與是，由平衡狀態(tài)圖得出的結(jié)論與實(shí)際情況有較大出入實(shí)際情況有較大出入。 在鋁中加入在鋁中加入CuCu、MnMn、SiSi、MgMg、ZnZn等合金元素可獲得不同性能等合金元素可獲得不同性能的合金。的合金。 特點(diǎn)特點(diǎn)防止防止途徑途徑鋁及其合金焊接時(shí)，常見(jiàn)的熱裂紋主鋁及其合金焊接時(shí)，常見(jiàn)的熱裂紋主 要是焊縫凝固裂紋和近縫區(qū)液化裂紋要是焊縫凝固裂紋和近縫區(qū)液化裂紋。通過(guò)改變焊絲的成分通過(guò)改變焊絲的成分通過(guò)改變焊接參數(shù)通過(guò)改變焊接參數(shù) 焊接接頭的焊接接頭的“等強(qiáng)性等強(qiáng)性” 非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金（如非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金（如Al-MgAl-Mg合金），在退火狀態(tài)下焊接時(shí)，合金），在

8、退火狀態(tài)下焊接時(shí)，接頭與母材是等強(qiáng)的；在冷作硬化狀態(tài)下焊接時(shí)，接頭強(qiáng)度低接頭與母材是等強(qiáng)的；在冷作硬化狀態(tài)下焊接時(shí)，接頭強(qiáng)度低于母材。表明在冷作狀態(tài)下焊接時(shí)接頭有軟化現(xiàn)象。時(shí)效強(qiáng)化于母材。表明在冷作狀態(tài)下焊接時(shí)接頭有軟化現(xiàn)象。時(shí)效強(qiáng)化鋁合金，無(wú)論是退火狀態(tài)下還是時(shí)效狀態(tài)下焊接，焊后不經(jīng)熱鋁合金，無(wú)論是退火狀態(tài)下還是時(shí)效狀態(tài)下焊接，焊后不經(jīng)熱處理，接頭強(qiáng)度均低于母材。特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，處理，接頭強(qiáng)度均低于母材。特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，即使焊后經(jīng)人工時(shí)效處理，接頭強(qiáng)度系數(shù)也未超過(guò)即使焊后經(jīng)人工時(shí)效處理，接頭強(qiáng)度系數(shù)也未超過(guò)60%60%。 Al-Zn-MgAl-Zn-Mg合金的接頭

9、強(qiáng)度與焊后自然時(shí)效的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)系，焊合金的接頭強(qiáng)度與焊后自然時(shí)效的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)系，焊后僅依靠自然時(shí)效的時(shí)間增長(zhǎng)，接頭強(qiáng)度即可提高到接近母材的后僅依靠自然時(shí)效的時(shí)間增長(zhǎng)，接頭強(qiáng)度即可提高到接近母材的水平，這是水平，這是Al-Zn-MgAl-Zn-Mg合金值得注意的特點(diǎn)。合金值得注意的特點(diǎn)。 鋁合金焊接時(shí)的不等強(qiáng)性表明焊接接頭發(fā)生了某種程度的軟化或鋁合金焊接時(shí)的不等強(qiáng)性表明焊接接頭發(fā)生了某種程度的軟化或性能上的削弱。就焊縫而言，由于是鑄態(tài)組織，即使在退火狀態(tài)性能上的削弱。就焊縫而言，由于是鑄態(tài)組織，即使在退火狀態(tài)以及焊縫成分與母材一致的條件下，強(qiáng)度可能差別不大，但焊縫以及焊縫成分與母材一致的條件

10、下，強(qiáng)度可能差別不大，但焊縫塑性都不如母材。對(duì)于熔合區(qū)，非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的主要問(wèn)題是塑性都不如母材。對(duì)于熔合區(qū)，非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的主要問(wèn)題是晶粒粗化而降低塑性；時(shí)效強(qiáng)化鋁合金焊接時(shí)，除了晶粒粗化，晶粒粗化而降低塑性；時(shí)效強(qiáng)化鋁合金焊接時(shí)，除了晶粒粗化，還可能因晶界液化而產(chǎn)生顯微裂紋。無(wú)論是非時(shí)效強(qiáng)化的合金或還可能因晶界液化而產(chǎn)生顯微裂紋。無(wú)論是非時(shí)效強(qiáng)化的合金或時(shí)效強(qiáng)化的合金，（時(shí)效強(qiáng)化的合金，（HAZHAZ）都表現(xiàn)出強(qiáng)化效果的損失，即軟化。）都表現(xiàn)出強(qiáng)化效果的損失，即軟化。 控制控制措施措施改善接頭組織成分的不均勻性改善接頭組織成分的不均勻性 消除焊接應(yīng)力消除焊接應(yīng)力 采取保護(hù)措施采取保護(hù)措

11、施 焊接接頭焊接接頭的耐蝕性的耐蝕性影響影響因素因素接頭組織均勻性、焊縫金屬的接頭組織均勻性、焊縫金屬的純度和致密性也是影響接頭耐純度和致密性也是影響接頭耐蝕性的因素。焊接應(yīng)力也是影蝕性的因素。焊接應(yīng)力也是影 響鋁合金耐蝕性的敏感因素。響鋁合金耐蝕性的敏感因素。 7.1.3 鋁及鋁合金的焊接工藝焊接焊接方法方法 焊接焊接材料材料 焊前清理焊前清理和預(yù)熱和預(yù)熱鋁及鋁合金焊絲分為同質(zhì)鋁及鋁合金焊絲分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類 也可采用冷壓焊、也可采用冷壓焊、超聲波焊、釬焊等超聲波焊、釬焊等 常用的有氬弧焊（常用的有氬弧焊（TIGTIG、MIGMIG）、）、等離子弧焊、電阻焊和電

12、子束焊等等離子弧焊、電阻焊和電子束焊等 焊接工藝焊接工藝要點(diǎn)要點(diǎn) 化學(xué)清理化學(xué)清理 機(jī)械清理機(jī)械清理 焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱 鋁及鋁合金的氣焊鋁及鋁合金的氣焊 鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊（鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊（TIGTIG焊）焊） 鋁及鋁合金的熔化極氬弧焊（鋁及鋁合金的熔化極氬弧焊（MIGMIG焊）焊） 1. 焊接方法(1) 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定，采用交流或直流反接，可用于焊接鋁合金，能得到高質(zhì)量的接頭。(2) 熔化極氬弧焊與鎢極氬弧焊相比，熔化極氬弧焊可焊的鋁合金厚度明顯加大，而且焊接效率高，適合于自動(dòng)化生產(chǎn)。(3) 變極性等離子弧焊變極性等離子弧焊技術(shù)用于鋁合金焊接，明顯

13、提高了單道焊接鋁合金所能達(dá)到的厚度。(4) 激光和電子束焊激光和電子束是焊接鋁合金較好的熱源，焊接變形小，焊接質(zhì)量高。(5) 攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊屬于一種新型的固態(tài)連接方法，具有高質(zhì)量、低成本、低變形、易于自動(dòng)化等特點(diǎn)，克服了熔焊方法易產(chǎn)生氣孔、裂紋及接頭性能嚴(yán)重降低的問(wèn)題，使那些曾經(jīng)被認(rèn)為是難于焊接的鋁合金變得非常容易焊接，而且焊接效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以焊接所有牌號(hào)的鋁合金，為大型鋁合金結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了可能。圖7-7攪拌摩擦焊接過(guò)程示意圖2. 焊接材料表7-5鋁及鋁合金焊接用焊絲的選擇表7-6針對(duì)特殊目的而推薦使用的焊接材料與母材的組配3. 焊前準(zhǔn)備(1) 焊前清理鋁及鋁合金焊接時(shí)，

14、為了保證焊接質(zhì)量，在焊前必須清除焊絲(表面拋光焊絲除外)和母材表面上的油污和氧化膜。(2) 施加墊板鋁及鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，焊接時(shí)容易下塌。(3) 焊前預(yù)熱厚度超過(guò)58mm的焊件，焊前需將工件慢慢加熱到100300，以防止變形、未焊透，并減少氣孔。4. 接頭設(shè)計(jì) 5. 焊接參數(shù)表7-7純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)7.1.4 典型鋁合金的焊接1. 材質(zhì)與結(jié)構(gòu)（如圖7-8）圖7-8純鋁容器結(jié)構(gòu)圖1人孔2筒身3管接頭4封頭2. 焊接工藝要點(diǎn)(1) 焊接方法和參數(shù)采用手工鎢極氬弧焊的方法，所用焊接參數(shù)列于表7-8中。 (2) 焊接材料填充材料采用與母材同牌號(hào)的1035焊絲。(3) 焊前準(zhǔn)

15、備6mm厚板(筒體)不開(kāi)坡口，裝配定位焊后的間隙為2mm。(4) 焊后檢驗(yàn)所有環(huán)縫和縱縫采用煤油進(jìn)行滲透性檢驗(yàn)和100%的X射線探傷。表7-8純鋁容器手工鎢極氬弧焊焊接參數(shù)表7-9 鋁及鋁合金TIG焊的常見(jiàn)缺陷及防止措施7.2 銅及銅合金的焊接知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 1.了解了解銅銅及及銅銅合金合金的性能特點(diǎn)和應(yīng)用；的性能特點(diǎn)和應(yīng)用； 2.熟悉熟悉銅銅及及銅銅合金合金的焊接性；的焊接性； 3.掌握掌握銅銅及及銅銅合金合金的焊接工藝。的焊接工藝。能力目標(biāo)：能力目標(biāo)： 能夠根據(jù)能夠根據(jù)銅銅及及銅銅合金合金的實(shí)際條件正確分析他們的的實(shí)際條件正確分析他們的焊接性，并可以制定相應(yīng)的焊接工藝。焊接性，并可以

16、制定相應(yīng)的焊接工藝。7.2.1 7.2.1 銅及銅合金的分類、成分及性能銅及銅合金的分類、成分及性能表表7-10 7-10 銅及銅合金的分類銅及銅合金的分類材料名稱牌號(hào)材料狀態(tài)或鑄?？估瓘?qiáng)度b/MPa伸長(zhǎng)率5(%)硬度HBS密度/gcm-2線膨脹系數(shù)/10-6K-1熱導(dǎo)率/Wm-1K-1熔點(diǎn)/純銅C11000軟態(tài)196253508.941.68395.801300硬態(tài)3294906黃銅H68軟態(tài)313.6558.519.9117.04932硬態(tài)646.83150C28000軟態(tài)323.449568.4320.6108.68905硬態(tài)5883164C85700砂模245101008.317.04

17、1.8900金屬模29415110青銅QSn6.5-0.4砂模343441607070908.819.150.16995金屬模6867847.512160200QAl 9-2軟態(tài)4412040801007.617.071.061060硬態(tài)58478445160180C65800軟態(tài)3433925060808.415.845.981025硬態(tài)63773515180白銅B10軟態(tài)30.931149硬態(tài)表表7-11 7-11 銅及銅合金的力學(xué)性能和物理性能銅及銅合金的力學(xué)性能和物理性能7.2.2 銅及銅合金的焊接性銅及銅銅及銅合金的合金的焊接性焊接性 難熔合及易變形難熔合及易變形 熱裂紋熱裂紋氣孔氣

18、孔焊接接頭性能的變化焊接接頭性能的變化 1. 難于熔化及成形表7-12銅與鐵的熱物理性能參數(shù)的比較2. 熱裂傾向大3. 氣孔傾向嚴(yán)重 圖圖7-9 7-9 加入氬中水汽量加入氬中水汽量 對(duì)純銅氬弧焊焊縫氣孔的影響對(duì)純銅氬弧焊焊縫氣孔的影響 圖圖7-10 7-10 加入氬中氫氣量加入氬中氫氣量 對(duì)純銅氬弧焊焊縫氣孔的影響對(duì)純銅氬弧焊焊縫氣孔的影響 4. 接頭性能下降(1) 塑性嚴(yán)重變壞焊縫與熱影響區(qū)晶粒變粗、各種脆性的易熔共晶出現(xiàn)于晶界，使接頭的塑性和韌性顯著下降。(2) 導(dǎo)電性下降銅中任何元素的摻入都會(huì)使其導(dǎo)電性下降。(3) 耐蝕性能下降銅合金的耐蝕性能是依靠鋅、錫、錳、鎳、鋁等元素的合金化而獲

19、得的，熔焊過(guò)程中這些元素的蒸發(fā)和氧化燒損都會(huì)不同程度地使接頭耐蝕性下降。7.2.3 銅及銅合金的焊接工藝焊接方法焊接方法和焊接材料和焊接材料 焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備 焊接工藝焊接工藝及參數(shù)及參數(shù) 焊絲焊絲 焊條焊條 焊劑焊劑 銅及銅合金焊絲見(jiàn)表銅及銅合金焊絲見(jiàn)表5-245-24銅氣焊、碳弧焊銅氣焊、碳弧焊常常用用的的見(jiàn)表見(jiàn)表5-255-25 埋弧焊常用的有埋弧焊常用的有HJ431HJ150等等 純銅焊條、青銅焊條純銅焊條、青銅焊條 焊絲及焊件表面的清理焊絲及焊件表面的清理 接頭形式及坡口制備接頭形式及坡口制備 氬弧焊工藝（氬弧焊工藝（TIGTIG、MIGMIG）要點(diǎn)）要點(diǎn) 焊條電弧焊工藝要點(diǎn)焊條電弧

20、焊工藝要點(diǎn) 埋弧焊工藝要點(diǎn)埋弧焊工藝要點(diǎn) 表表7-13 7-13 銅及銅合金焊絲的化學(xué)成分和主要用途銅及銅合金焊絲的化學(xué)成分和主要用途1. 焊接材料焊接材料(1) 焊絲及焊條銅及銅合金熔焊所用的焊接材料有焊絲(棒)、焊條和焊劑，表7-13是銅及銅合金焊絲的化學(xué)成分及性能。表表7-14 7-14 銅及銅合金氣焊、碳弧焊用焊劑銅及銅合金氣焊、碳弧焊用焊劑(2) 焊劑氣焊通用的焊劑主要有硼酸鹽、鹵化物或它們的混合物，如表7-14所示。2. 焊接方法及工藝(1) 氣焊氧乙炔氣焊比較適合焊接薄銅片、銅件的修補(bǔ)或不重要結(jié)構(gòu)的焊接。(2) 氬弧焊TIG焊是銅和銅合金的主要焊接方法之一，適于中薄板和小件的焊接

21、和補(bǔ)焊。(3) 埋弧焊埋弧焊焊接銅及銅合金時(shí)，厚度小于20mm的工件在不開(kāi)坡口的條件下可獲得優(yōu)質(zhì)接頭，特別適合于中厚板的長(zhǎng)焊縫焊接。 (4) 等離子弧焊等離子弧具有比TIG和MIG電弧更高的能量密度和溫度，因而具有焊接速度快熱影響區(qū)及變形量小等優(yōu)點(diǎn)。(5) 電子束焊電子束的能量密度和穿透能力比等離子弧還強(qiáng)，利用它對(duì)銅及銅合金作穿透性焊接有很大的優(yōu)越性。3. 接頭設(shè)計(jì)圖7-11接頭形式及坡口尺寸7.2.4典型銅及銅合金的焊接 純銅母線的焊接(1) 材質(zhì)與結(jié)構(gòu)母線主要指的是在發(fā)電廠、電解工程中用于傳導(dǎo)大電流的初級(jí)導(dǎo)線，一般厚度均在10mm以上，母線截面有300mm16mm、200mm12mm、20

22、0mm16mm、200mm28mm等多種尺寸，單根母線長(zhǎng)短不等。表7-15純銅T1的化學(xué)成分(2) 焊接材料純銅母線的焊接填充材料可以用母材本身，也可以用HS201焊絲，有棒狀和盤(pán)裝兩種，可用于鎢極氬弧焊和埋弧焊，其化學(xué)成分見(jiàn)表7-16。表7-16HS201焊絲的化學(xué)成分(3) 焊接方法及工藝對(duì)于大截面尺寸的純銅母線，可用的焊接方法有鎢極氬弧焊和埋弧焊等。1) 鎢極氬弧焊。2) 埋弧焊。知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 1.了解了解鈦鈦及及鈦鈦合金合金的性能特點(diǎn)和應(yīng)用；的性能特點(diǎn)和應(yīng)用； 2.熟悉熟悉鈦鈦及及鈦鈦合金合金的焊接性；的焊接性； 3.掌握掌握鈦鈦及及鈦鈦合金合金的焊接工藝。的焊接工藝。能力目標(biāo)

23、：能力目標(biāo)： 能夠根據(jù)能夠根據(jù)鈦鈦及及鈦鈦合金合金的實(shí)際條件正確分析他們的的實(shí)際條件正確分析他們的焊接性，并可以制定相應(yīng)的焊接工藝。焊接性，并可以制定相應(yīng)的焊接工藝。7.3 鈦及鈦合金的焊接7.3.1 7.3.1 鈦及鈦合金的分類和性能鈦及鈦合金的分類和性能分分類類 在在885以下為密排六方晶格，稱為以下為密排六方晶格，稱為鈦鈦 鈦合金鈦合金 鈦合金鈦合金 + +鈦合金鈦合金 根據(jù)雜質(zhì)（主要是氧和鐵）含量以及根據(jù)雜質(zhì)（主要是氧和鐵）含量以及 強(qiáng)度差別分為強(qiáng)度差別分為T(mén)A1TA1、TA2TA2、TA3TA3幾個(gè)牌號(hào)幾個(gè)牌號(hào) 在在885885以上為體心立方晶格，稱為以上為體心立方晶格，稱為鈦鈦 其

24、牌號(hào)分別以其牌號(hào)分別以T T加加A A、B B、C C和和順序數(shù)字表示。順序數(shù)字表示。TA4-TA10TA4-TA10表表示示鈦合金，鈦合金，TB2-TB4TB2-TB4表示表示鈦合金，鈦合金，TC1-TC12TC1-TC12表示表示+ +鈦合金鈦合金 工業(yè)工業(yè)純鈦純鈦鈦鈦合金合金表表7-17 7-17 常用鈦及鈦合金的力學(xué)性能常用鈦及鈦合金的力學(xué)性能7.3.2 鈦及鈦合金的焊接性焊接接頭焊接接頭區(qū)的脆化區(qū)的脆化 焊接區(qū)焊接區(qū)裂紋傾向裂紋傾向 焊縫焊縫氣孔氣孔 氧的影響氧的影響 氮的影響氮的影響 氫的影響氫的影響 氧為氧為穩(wěn)定元素穩(wěn)定元素 氮也是氮也是穩(wěn)定元素穩(wěn)定元素 氫是氫是相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定

25、元素 碳的影響碳的影響 提高強(qiáng)度、降低塑性提高強(qiáng)度、降低塑性 熱裂紋熱裂紋 材質(zhì)的影響材質(zhì)的影響 冷裂紋和冷裂紋和 延遲裂紋延遲裂紋工藝因素的影響工藝因素的影響 圖圖7-12 7-12 焊縫含氧、氮量變化對(duì)焊縫含氧、氮量變化對(duì)接頭強(qiáng)度和彎曲塑性的影響接頭強(qiáng)度和彎曲塑性的影響（圖中虛線表示接頭強(qiáng)度，實(shí)線（圖中虛線表示接頭強(qiáng)度，實(shí)線表示彎曲塑性）表示彎曲塑性） 圖圖7-13 7-13 氬氣中氧、氮和空氣含量氬氣中氧、氮和空氣含量 變化對(duì)工業(yè)純鈦焊縫硬度的影響變化對(duì)工業(yè)純鈦焊縫硬度的影響 圖圖7-14 7-14 含氫量對(duì)焊縫及焊接接頭力學(xué)性能的影響含氫量對(duì)焊縫及焊接接頭力學(xué)性能的影響 7.3.3 鈦

26、及鈦合金的焊接工藝焊接方法焊接方法及焊接材料及焊接材料應(yīng)用最多的是鎢極氬弧焊應(yīng)用最多的是鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊 鈦及鈦合金焊接時(shí)的填充鈦及鈦合金焊接時(shí)的填充 金屬與母材的成分相似。金屬與母材的成分相似。 等離子弧焊、電子束焊、等離子弧焊、電子束焊、 釬焊和擴(kuò)散焊等也有應(yīng)用。釬焊和擴(kuò)散焊等也有應(yīng)用。 常規(guī)的焊條電弧焊、氣焊、常規(guī)的焊條電弧焊、氣焊、CO2CO2氣體保護(hù)焊不適用于氣體保護(hù)焊不適用于鈦及鈦合金的焊接鈦及鈦合金的焊接 焊前焊前 準(zhǔn)備準(zhǔn)備 坡口的坡口的制備與制備與裝配裝配 焊前焊前清理清理 化學(xué)化學(xué) 清理清理 焊焊 前前 準(zhǔn)準(zhǔn) 備備采用剪切、沖壓和切割下料的工采用剪切、沖

27、壓和切割下料的工 件需對(duì)其接頭邊緣進(jìn)行機(jī)械清理。件需對(duì)其接頭邊緣進(jìn)行機(jī)械清理。 鈦板熱軋后已經(jīng)過(guò)酸洗，但存放較久鈦板熱軋后已經(jīng)過(guò)酸洗，但存放較久又生成新的氧化膜時(shí)，可將鈦板浸泡又生成新的氧化膜時(shí)，可將鈦板浸泡在體積分?jǐn)?shù)為在體積分?jǐn)?shù)為(2-4)%HF+(30%-40)%HNO3+H2O（余量）的溶液中（余量）的溶液中15- 20min，然后用清水沖洗干凈并烘干。，然后用清水沖洗干凈并烘干。熱軋后未經(jīng)酸洗的鈦板，應(yīng)先進(jìn)行堿熱軋后未經(jīng)酸洗的鈦板，應(yīng)先進(jìn)行堿洗。經(jīng)酸洗的焊件、焊絲應(yīng)在洗。經(jīng)酸洗的焊件、焊絲應(yīng)在h內(nèi)內(nèi)焊接，否則要重新酸洗。焊接，否則要重新酸洗。 搭接接頭盡可能不采用搭接接頭盡可能不采用。

28、厚度大的母材需開(kāi)。厚度大的母材需開(kāi)坡口并添加填充金屬，盡量采用平焊。坡口并添加填充金屬，盡量采用平焊。坡口加工時(shí)應(yīng)采用刨、銑等冷加工工藝，以減坡口加工時(shí)應(yīng)采用刨、銑等冷加工工藝，以減 小熱加工時(shí)容易出現(xiàn)的坡口邊緣硬度增高現(xiàn)象小熱加工時(shí)容易出現(xiàn)的坡口邊緣硬度增高現(xiàn)象。焊接工藝焊接工藝及參數(shù)及參數(shù) 氬氣流量氬氣流量 鎢極鎢極氬弧焊氬弧焊熔化極熔化極氬弧焊氬弧焊（MIGMIG） 氣體保護(hù)氣體保護(hù) 工藝參數(shù)工藝參數(shù) 焊后熱處理焊后熱處理 等離子等離子弧焊弧焊表表7-19 7-19 鈦及鈦合金鈦及鈦合金TIGTIG焊的保護(hù)措施及特點(diǎn)焊的保護(hù)措施及特點(diǎn)表表7-18 7-18 工業(yè)純鈦焊縫表面顏色與接頭冷彎角的關(guān)系工業(yè)純鈦焊縫表面顏色與接頭冷彎角的關(guān)系 1. 鋁及其合金是如何分類的，各以何種鋁及其合金是如何分類的，各以何種途徑強(qiáng)化？鋁合金焊接時(shí)存在什么問(wèn)題，途徑強(qiáng)化？鋁合金焊接時(shí)存在什么問(wèn)題，在焊接性方面有何特點(diǎn)（哪些焊接性好，在焊接性方面有何特點(diǎn)（哪些焊接性好，哪些焊接性