第七有色金屬的焊接

第八章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接8.2銅及銅合金的焊接8.3鈦及鈦合金的焊接1目前一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁、鎂、銅、鈦、錫、鉛等金屬及其合金統(tǒng)稱為非鐵金屬材料，也稱為有色金屬材料。許多非鐵金屬材料具有鐵金屬材料不可替代的特殊性能。例如，鋁、鎂及其合金與鐵金屬材料相比，具有密度小、比強度高的特點，因此在航空航天、電工、化工、國防等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。2目前二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金的焊接——

鋁及鋁合金的種類和性能焊接冶金

鋁及其合金不但具有高的比強度、比模量、疲勞強度和耐腐蝕穩(wěn)定性，而且具有良好的成形性和焊接性能，從而成為航空、航天、船舶、鐵路及武器裝備等工業(yè)中廣泛應(yīng)用的有色金屬結(jié)構(gòu)材料。目前三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點8.1鋁及鋁合金的焊接

1鋁及鋁合金的類型及性能特點鋁具有密度小、耐蝕性好、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性高等良好性能。鋁的資源豐富。在鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金，強度顯著提高，使用非常廣泛。4目前四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點工業(yè)純鋁：鋁的質(zhì)量分數(shù)為99.0%～99.7%，還含有少量的Fe和Si及其它雜質(zhì)。工業(yè)純鋁的強度較低，不能用來制造承受載荷很大的結(jié)構(gòu)，所以使用受到限制。鋁合金：在純鋁中加入少量合金元素，能大大改善鋁的各項性能，例如Cu、Si和Mn能提高強度，Ti能細化晶粒、Mg能防止海水腐蝕、Ni能提高耐熱性等，因此在工業(yè)上大量使用的是鋁合金。5目前五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點1．鋁及鋁合金的分類按合金化系列，鋁及其合金分為工業(yè)純鋁（1000系）、鋁銅合金（2000系）、鋁錳合金（3000系）、鋁硅合金（4000系）、鋁鎂合金（5000系）、鋁鎂硅合金（6000系）、鋁鋅鎂銅合金（7000系）。按熱處理方式，鋁合金分為非熱處理強化鋁合金和熱處理強化鋁合金。前者只能變形強化，后者既能變形強化，也可熱處理強化。按產(chǎn)品成形方法不同，分為變形鋁合金、鑄造鋁合金。6目前六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金的焊接——

鋁及鋁合金的種類和性能焊接冶金

鋁合金的種類目前七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁合金的分類1-變形鋁合金2-鑄造鋁合金3-非熱處理強化鋁合金4-熱處理強化鋁合金8目前八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點非熱處理強化鋁合金又稱防銹鋁，如牌號3A21（LF21）等，可通過加工硬化、固溶強化來提高力學(xué)性能，特點是強度中等、塑性及耐蝕性好，焊接性良好，在焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛（Al-Mn和Al-Mg系合金）。熱處理強化鋁合金是通過固溶、淬火、時效等工藝措施提高力學(xué)性能，經(jīng)熱處理后可顯著提高抗拉強度，但焊接性較差，熔焊時易產(chǎn)生焊接裂紋，焊接接頭力學(xué)性能下降。9目前九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁合金的分類分類合金名稱合金系性能特點牌號示例變形鋁合金非熱處理強化鋁合金防銹鋁Al-Mn抗蝕性、壓力加工性與焊接性能好，但強度較低3A21Al-Mg5A05熱處理強化鋁合金硬鋁Al-Cu-Mg力學(xué)性能高2A11超硬鋁Al-Cu-Mg-Zn強度最好7A04鍛鋁Al-Mg-Si-Cu鍛造性能好，耐熱性能好6A02Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70鑄造鋁合金鋁硅合金Al-Si鑄造性能好，不能熱處理強化，力學(xué)性能較低ZL102特殊鋁合金Al-Si-Mg鑄造性能良好，可熱處理強化，力學(xué)性能較高ZL101Al-Si-CuZL107鋁銅鑄造合金Al-Cu耐熱性好，鑄造性能與抗蝕性差ZL201鋁鎂鑄造合金Al-Mg力學(xué)性能高，抗蝕性好ZL30110目前十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2鋁及鋁合金的焊接性純鋁的熔點低（660℃），熔化時顏色不變，難以觀察到熔池，焊接時容易塌陷和燒穿；熱導(dǎo)率是低碳鋼的3倍，散熱快，焊接時不易熔化；線脹系數(shù)是低碳鋼的2倍，焊接時易變形；在空氣中易氧化生成致密的高熔點氧化膜Al2O3（熔點2050℃），難熔且不導(dǎo)電，焊接時易造成未熔合、夾雜并使焊接過程不穩(wěn)定11目前十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2鋁及鋁合金的焊接性鋁及其合金的焊接性比低碳鋼差，合金種類不同，焊接性也有一定差別，概括起來有以下幾個問題：易氧化能耗大容易產(chǎn)生氣孔容易形成焊接熱裂紋焊接接頭的軟化焊接接頭的耐蝕性下降12目前十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金的焊接——

鋁合金的焊接性分析焊接冶金

氣孔

氣孔是鋁及其合金焊接時容易出現(xiàn)的焊接缺陷，它的存在降低了焊縫的致密性和耐蝕性，減少了接頭的有效承載面積，容易形成應(yīng)力集中，從而降低接頭的強度和塑性，因此必須對氣孔加以控制，以減小其危害。氣孔的分布特征臨近焊縫表層的“皮下氣孔”

在焊縫結(jié)晶過程中，當(dāng)液態(tài)鋁從高溫冷卻接近凝固點時，液態(tài)鋁中的氫由于溶解度降低而脫溶形成氫氣泡。在氫氣泡上浮過程中，當(dāng)上浮速度低于熔池的冷卻速度時，已上浮到熔池表層附近的氫氣泡來不及逸出而殘留在焊縫的表層，從而形成焊縫表層下的氣孔，即“皮下氣孔”，其尺寸一般較大，如圖8-2a所示目前十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金的焊接——

鋁合金的焊接性分析焊接冶金

在鋁及鋁合金的熔焊中，主要存在氣孔、熱裂紋和軟化問題。尤其是熱處理強化的鋁合金，熱裂紋敏感性強，接頭軟化嚴重，接頭耐蝕性降低。總的來看，隨著合金強度級別的提高，其焊接性變差。焊接性抗拉強度/Mpa<100100～200200～300300～400>400合金牌號1050A、1100優(yōu)良3A21優(yōu)良5A02～5A06、5083優(yōu)良5A03(冷軋)、7039、7N01、7005優(yōu)良6A2、2A16（退火）適中2A06、2219、2519適中2A11、2A12、2A09、2A14較差7A04、2195最差鋁及鋁合金的焊接性比較目前十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金的焊接——

鋁合金的焊接性分析焊接冶金

氣孔的分布特征焊縫中部或根部的”密集氣孔”

在熔池結(jié)晶過程中，氫的脫溶析出可能聚集在枝晶間大量存在的微小空穴中，形成密集的微小氣泡，熔池完全結(jié)晶后而殘留在焊縫中部或根部，從而形成局部密集的氣孔，其尺寸一般較小，熔合區(qū)邊界的“氧化膜氣孔”

在熔合區(qū)的邊界處，由于母材坡口附近的氧化膜未能熔化而殘存下來，氧化膜中的水分因受熱分解而析出氫，并在氧化膜上形成氣泡，熔池結(jié)晶后形成氣孔，其內(nèi)壁一般呈氧化色。這類氣孔是由于氧化膜吸收水分所致，并位于熔合區(qū)邊界，故稱為熔合區(qū)邊界的“氧化膜氣孔”

目前十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點焊縫內(nèi)部氣孔16目前十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)、容易產(chǎn)生氣孔鋁及其合金熔焊時產(chǎn)生氣孔的原因a)焊接區(qū)內(nèi)存在氫的來源?；≈鶜夥罩械乃?、焊接材料以及母材所吸附的水分在焊接過程中分解形成氫氣是鋁及其合金熔焊時產(chǎn)生氣孔的直接原因。焊絲及母材表面氧化膜的吸附水分對焊縫氣孔的產(chǎn)生有重要的影響。氧化膜不致密、水性強的鋁合金（如Al-Mg合金)，比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向。17目前十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點18目前十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)、容易產(chǎn)生氣孔鋁及其合金熔焊時產(chǎn)生氣孔的原因b）鋁合金中氫的溶解度存在突變凝固點時液固兩相溶解度相差約20倍(在鋼中只相差不到2倍）氫在鋁中的溶解度和擴散速度溫度/℃溶解度/(mL/100g)

擴散速度/(c/s)00．0011．9011000．0012．9016000．0254．701660(固)0．0351．701660(液)0．75—8001．7—19目前十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)、容易產(chǎn)生氣孔鋁及其合金熔焊時產(chǎn)生氣孔的原因c)鋁的導(dǎo)熱性很強，鋁合金熔池凝固速度快，在同樣的工藝條件下，鋁熔合區(qū)的冷卻速度為高強鋼焊接時的4～7倍。不利于氣泡浮出，更易于促使形成氣孔。20目前二十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)、容易產(chǎn)生氣孔焊縫氣孔的防止途徑：a)清除材料表面的氧化膜和污染物。應(yīng)采用機械（刮刀修刮坡口、鏟根）和化學(xué)（有機溶解去油、酸洗除氧化膜）的方法在焊前嚴格清理母材表面上的氧化膜和油污。b）降低氣氛中的水分c）控制焊接參數(shù)21目前二十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鏟根對鋁鎂合金MIG焊焊縫氣孔傾向的影響22目前二十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點相對濕度對焊縫中氣孔數(shù)量的影響23目前二十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點氫在鋁中的溶解度（pH2=101kPa)24目前二十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點TIG焊焊接參數(shù)對焊縫中擴散氫[H]的影響[母材為5A06（LF6）]25目前二十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點MIG焊焊接參數(shù)對焊縫氣孔的影響26目前二十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(2)、容易形成焊接熱裂紋熱裂紋形成原因鋁合金焊接熱裂紋的形成主要受到其化學(xué)成分的影響。鋁及鋁合金屬于典型的共晶合金，在焊縫結(jié)晶后期，少量易熔共晶的存在是結(jié)晶裂紋形成的主要原因。鋁合金線膨脹系數(shù)大，熔池金屬冷卻速度快，易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，使鋁合金具有較大的裂紋傾向。27目前二十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點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28目前二十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(2)、容易形成焊接熱裂紋熱裂紋的敏感性不同系列的鋁合金具有不同的熱裂紋敏感性。純鋁的裂紋傾向最小，含銅的鋁合金裂紋傾向最大，添加鎂、鋅、硅等合金元素對裂紋有不同程度的影響。對含有銅的硬鋁（Al-Cu-Mg）和超硬鋁（Al-Zn-Cu-Mg）合金，目前很難用熔焊方法獲得沒有裂紋的焊接接頭，所以一般不能選用熔焊方法制造硬鋁和超硬鋁焊接結(jié)構(gòu)。29目前二十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁-鎂合金焊縫熱裂紋與含鎂量的關(guān)系1-連續(xù)焊道2-斷續(xù)焊道30目前三十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(2)、容易形成焊接熱裂紋焊接熱裂紋的防止途徑：（a）選擇適當(dāng)焊接材料以調(diào)整焊縫化學(xué)成分

當(dāng)易熔共晶數(shù)量很多時，反而會產(chǎn)生對裂紋的“愈合”作用，使裂紋傾向減小。添加細化晶粒的微量元素Ti、B、Y可以顯著降低裂紋傾向。31目前三十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點不同焊絲成分對母材焊縫裂紋傾向的影響

1-Al-Mn合金（3A21）2-Al-Mg2.53-Al-Mg3.54-Al-Mg5.232目前三十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(2)、容易形成焊接熱裂紋焊接熱裂紋的防止途徑：（b）選擇合適的焊接方法和焊接參數(shù)熱能集中的焊接方法，因加熱和冷卻速度快，可防止焊縫形成方向性強的粗大柱狀晶，可以改善抗裂性。采用TIG或MIG焊接時裂紋傾向比氣焊要小得多。采用小電流焊接，可減少熔池過熱，也有利于改善抗裂性。焊接電流增大，會使熔池過熱，同時因熔深增大而增加熔合比，使抗裂較差的母材過多地熔入焊縫，從而降低焊縫的抗裂性；焊接速度的提高，促使增大焊接接頭的應(yīng)力，增大裂紋傾向。33目前三十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(3)、焊接接頭的軟化a．非熱處理強化鋁合金的接頭軟化對純鋁及防銹鋁合金，在退火狀態(tài)下焊接時，如果采用的焊絲化學(xué)成分與母材相同或相近，焊接接頭基本上不產(chǎn)生軟化現(xiàn)象。但在冷作硬化狀態(tài)下焊接時，加熱溫度超過再結(jié)晶溫度（200～300℃）的熱影響區(qū)會產(chǎn)生明顯的軟化現(xiàn)象。主要原因：熱影響區(qū)晶粒粗大和冷作硬化效果的減退或消失造成的解決途徑：采用熱量集中的焊接方法防止熱影響區(qū)粗晶區(qū)加大；焊后冷態(tài)敲擊焊接接頭，產(chǎn)生一定的冷作硬化效果。34目前三十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點b．熱處理強化鋁合金的接頭軟化硬鋁及超硬鋁等熱處理強化鋁合金，無論是在退火狀態(tài)還是在時效狀態(tài)下焊接，均會產(chǎn)生明顯的接頭軟化現(xiàn)象。軟化區(qū)主要在焊縫或熱影響區(qū)，熱處理強化鋁合金焊接接頭組織示意圖如圖所示。為防止熱處理強化鋁合金的軟化，焊接時應(yīng)采用較小的焊接熱輸入，以減小熱影響區(qū)的高溫停留時間；徹底解決軟化問題的措施是焊后重新進行固溶處理或人工時效處理。

35目前三十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點熱處理強化鋁合金焊接接頭組織示意圖36目前三十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(4)、焊接接頭的耐蝕性下降a．鋁及鋁合金焊接接頭耐蝕性降低的原因首先是接頭組織不均勻，尤其有析出相存在時，會使接頭各部位形成不均勻的電極電位，在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)腐蝕；其次是焊接接頭或多或少存在焊接缺陷如氣孔、夾雜、裂紋等，不僅破壞接頭氧化膜的連續(xù)性，還會造成電解質(zhì)溶液在缺陷處發(fā)生沉積，加速腐蝕過程；第三，焊縫是粗大的鑄態(tài)組織，焊縫表面不平滑，其表面氧化膜的連續(xù)性和致密性都較差，導(dǎo)致耐腐蝕性降低；第四，接頭中的焊接殘余應(yīng)力更是影響耐蝕性的敏感因素，尤其是在熱影響區(qū)會誘發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。37目前三十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(4)、焊接接頭的耐蝕性下降b．防止接頭耐蝕性降低的措施1）改善接頭組織的不均勻性，2）消除焊接應(yīng)力，錘擊焊道，可消除焊縫表面拉應(yīng)力，一般選用冷態(tài)錘擊和熱態(tài)錘擊兩種方法。3）通過焊后人工時效處理，可改善接頭耐蝕性。4）采取保護措施，例如陽極氧化處理或涂層保護等。38目前三十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(1)．焊接方法常用的焊接方法有氬弧焊（TIG、MIG）、等離子弧焊、電子束焊等熱功率大、能量集中、保護效果好的焊接方法較為合適。亦可以使用電阻焊及釬焊。39目前三十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（a）TIG焊電弧穩(wěn)定，可添加或不加焊絲焊接，接頭形式不受限制，焊縫成形美觀，表面光亮；焊接接頭的強度、塑性和韌性較好；焊接變形小，最適于板厚小于6mm的薄板焊接，并且適用于全位置焊接。交流TIG焊具有清理氧化膜的作用，不用熔劑，避免了焊后熔劑對接頭的腐蝕作用，簡化了焊后清理過程。40目前四十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（b）MIG焊焊接速度快，生產(chǎn)效率高。用于焊接鋁及鋁合金通常采用直流反極性，焊接薄、中等厚度板材時，用純氬作保護氣；焊接大厚度工件時，采用氬氣+氦氣作保護氣。焊前一般不需預(yù)熱，即使厚大工件也只需預(yù)熱引弧部位。確定焊接參數(shù)時，應(yīng)先根據(jù)焊件厚度、坡口尺寸選擇焊絲直徑，再根據(jù)熔滴過渡形式（短路過渡或噴射過渡）確定焊接電流、電弧電壓及其他焊接參數(shù)。41目前四十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(c)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，可以明顯提高單道焊接鋁合金所能達到的厚度。(d)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。42目前四十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(e)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、易于自動化等特點，克服了熔焊方法易產(chǎn)生氣孔、裂紋及接頭性能嚴重降低的問題，而且焊接效率高，對環(huán)境無污染，可以焊接所有牌號的鋁合金，為大型鋁合金結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的開發(fā)提供了可能。攪拌摩擦焊接過程示意圖43目前四十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點44目前四十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(2)．焊接材料1）同質(zhì)焊絲焊絲成分與母材成分相同，有時可以直接在母材上切取板條作為填充金屬。母材為純鋁、3A21（LF21）、5A06（LF6）、2A16（LY16）和Al-Zn-Mg合金時，可以采用同質(zhì)焊絲。2）異質(zhì)焊絲主要是為滿足抗裂性研制的焊絲，其成分與母材有較大的差異。為保證焊接時不產(chǎn)生裂紋，往往在焊絲中加入較多的合金元素，這些合金元素會降低焊接接頭的耐蝕性，因此對耐蝕性有要求的焊接結(jié)構(gòu)，所選焊絲中必須限定某些元素的含量。45目前四十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鋁及鋁合金焊接用焊絲的選擇母材10601050A、12005A025A035A055B053A212A112A12焊絲1070A

HS3011050A

HS3015A02

5A035A03

5A05

HS3315A05

5A06

HS3315A06

5B063A21

HS3212A11

HS311HS31146目前四十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點針對特殊目的而推薦使用的焊接材料與母材的組配母材推薦的填加材料要求必要的強度要求必要的塑性要求陽極化處理后顏色的一致性要求抗海水腐蝕性能1100404311001100110022192319231923192319606153565356515440436063535653565356404330035356110011001100505253565356535640485086555653565356518350835183535653565183545453565554555455545456555653565556555647目前四十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(3)．焊前清理1）化學(xué)清理該法效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清理焊絲及工件尺寸較小、批量生產(chǎn)的焊件。清洗油污一般用汽油、丙酮、四氯化碳等有機溶劑清洗；也可使用工業(yè)磷酸三鈉40～60g、碳酸鈉40～50g、水玻璃20～30g加入1L水中溶解，加熱到60～70℃，對坡口除油5～8min，再放入50℃的水中清洗20min，最后在冷水中沖洗2min。清除焊件表面氧化膜，小型工件可用浸洗法，48目前四十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2）機械清理先用丙酮或汽油擦洗工件表面油污，然后用機械切削、鋼絲刷、噴砂處理或銼刀、刮刀等將坡口兩側(cè)30～40mm范圍內(nèi)氧化膜清理干凈。工件清洗后應(yīng)在2h內(nèi)裝配、焊接完畢，否則會重新被氧化，特別是在潮濕或有酸堿蒸汽的環(huán)境中，氧化膜生長很快。清理后的焊絲和工件存放時間一般不要超過12h。49目前四十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(4)．焊接工藝要點手工鎢極氬弧焊焊槍應(yīng)均勻、平穩(wěn)向前作直線運動，弧長要保持穩(wěn)定；盡量采用短弧焊，以保證熔透和避免出現(xiàn)咬邊；填充焊絲與焊件應(yīng)保持一定角度，一般為10～15°，傾角不宜太大，以免擾亂氣流和電弧的穩(wěn)定性。50目前五十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(5)焊后清理鋁及鋁合金氣焊后，殘留在焊縫表面及兩側(cè)的熔劑及焊渣會破壞鋁材表面的氧化膜，引起接頭腐蝕。因此，應(yīng)在焊后1～6h內(nèi)將其清理干凈。51目前五十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點典型鋁合金的焊接1.材質(zhì)與結(jié)構(gòu)

4m3純鋁容器結(jié)構(gòu)圖

1—人孔2—筒身3—管接頭4—封頭52目前五十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點典型鋁合金的焊接2.焊接工藝要點

(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)列于表中。工件厚度/mm焊絲直徑/mm鎢極直徑/mm焊接電流/A噴嘴孔徑/mm電弧長度/mm預(yù)熱溫度/℃65～65190142～3不預(yù)熱866260～270142～315053目前五十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點典型鋁合金的焊接2.焊接工藝要點

(2)焊接材料填充材料采用與母材同牌號的1035焊絲。為了提高焊縫耐蝕性，可以選用純度比母材更高的焊絲。

(3)焊前準(zhǔn)備6mm厚板(筒體)不開坡口，裝配定位焊后的間隙為2mm。

(4)焊后檢驗所有環(huán)縫和縱縫采用煤油進行滲透性檢驗和100%的X射線探傷。54目前五十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點L2工業(yè)純鋁鎢極氬弧焊

板厚2mm，退火軋制狀態(tài)。焊接電流55A。焊絲L2板材割條寬度3～5mm.厚度2mm)，焊態(tài)。低倍組織焊縫組織55目前五十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點L2工業(yè)純鋁鎢極氬弧焊

板厚2mm，退火軋制狀態(tài)。焊接電流55A。焊絲L2板材割條寬度3～5mm.厚度2mm)，焊態(tài)。熔合區(qū)焊縫組織56目前五十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點L2工業(yè)純鋁鎢極氬弧焊

板厚2mm，退火軋制狀態(tài)。焊接電流55A。焊絲L2板材割條，寬度3～5mm，厚度2mm，焊態(tài)。焊縫組織中氣孔與夾雜物57目前五十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LF3鋁合金交流鎢極氬弧焊對接接頭

板厚2mm，退火狀態(tài)。焊接電流120A，焊絲LF3，Φ3mm

氫氟酸2mL+硝酸5mL十鹽酸3mL+水90mL浸蝕低倍組織焊縫組織58目前五十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LF3鋁合金交流鎢極氬弧焊對接接頭

板厚2mm，退火狀態(tài)。焊接電流120A，焊絲LF3，Φ3mm

氫氟酸2mL+硝酸5mL十鹽酸3mL+水90mL浸蝕熔合區(qū)熱影響區(qū)59目前五十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LF3鋁合金交流鎢極氬弧焊對接接頭

板厚2mm，退火狀態(tài)。焊接電流120A，焊絲LF3，Φ3mm

氫氟酸2mL+硝酸5mL十鹽酸3mL+水90mL浸蝕母材60目前六十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LY12鋁合金交流自動等離子弧焊對接接頭

板厚2.5mm，淬火自然時效，焊接電流50A，電弧電壓30V，氣流量10L/min，焊接速度250mmi/min。不填絲，焊態(tài)低倍組織焊縫組織61目前六十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LY12鋁合金交流自動等離子弧焊對接接頭

板厚2.5mm，淬火自然時效，焊接電流50A，電弧電壓30V，氣流量10L/min，焊接速度250mmi/min。不填絲，焊態(tài)熔合區(qū)熱影響區(qū)62目前六十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點LY12鋁合金交流自動等離子弧焊對接接頭

板厚2.5mm，淬火自然時效，焊接電流50A，電弧電壓30V，氣流量10L/min，焊接速度250mmi/min。不填絲，焊態(tài)熱影響區(qū)（過時效區(qū)）63目前六十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點第八章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接8.2銅及銅合金的焊接8.3鈦及鈦合金的焊接64目前六十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點8.2銅及銅合金的焊接1銅及銅合金的類型及性能特點按化學(xué)成分銅及銅合金分為純銅、黃銅、青銅及白銅等。65目前六十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（1）．純銅純銅中銅的質(zhì)量分數(shù)不小于99.95%，具有很高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性和塑性。在退火狀態(tài)（軟態(tài)）下塑性較高，但強度不高；通過冷加工變形后（硬態(tài)），強度和硬度均有提高，但塑性明顯下降。冷加工后經(jīng)550～600℃退火，塑性可完全恢復(fù)。焊接結(jié)構(gòu)一般采用軟態(tài)純銅。66目前六十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（2）．黃銅黃銅是指以鋅為主要合金元素的銅合金黃銅的耐蝕性高，冷熱加工性能好，導(dǎo)電性比純銅差，力學(xué)性能優(yōu)于純銅，應(yīng)用較廣泛。在黃銅中加入錫、鉛、錳、硅、鐵等元素就成為特殊黃銅，例如HPb59-1就表示銅的質(zhì)量分數(shù)為59%、鉛的質(zhì)量分數(shù)為1%、其余為鋅的特殊黃銅。

67目前六十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）．青銅不以鋅和鎳為主要合金元素的銅合金統(tǒng)稱為青銅。青銅具有良好的耐磨性、耐蝕性、鑄造性能和力學(xué)性能。常用的青銅有錫青銅（QSn4-3）、鋁青銅（QAl9-2）和硅青銅（QSi3-1）等。68目前六十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(4)．白銅白銅為鎳的質(zhì)量分數(shù)低于50%的銅鎳合金。如在白銅中加入錳、鐵、鋅等元素可形成錳白銅、鐵白銅和鋅白銅。白銅可分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅。在焊接結(jié)構(gòu)中使用的白銅不多。69目前六十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2

銅及銅合金的焊接性難熔合、易變形熱裂紋傾向大容易形成氣孔焊接接頭性能下降70目前七十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)．難熔合、易變形由于銅的導(dǎo)熱性很強（銅和大多數(shù)銅合金的熱導(dǎo)率比普通碳鋼大7～11倍），焊接時熱量從加熱區(qū)迅速傳導(dǎo)出去，焊件越厚散熱越嚴重。表面張力比鐵小1/3，流動性比鐵大1.5倍，采用大電流焊接時，焊縫成形難以控制。膨脹系數(shù)比較大，收縮率約比鐵大1倍以上，焊接變形大。71目前七十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)．難熔合、易變形銅與鐵的熱物理性能參數(shù)的比較金屬熱導(dǎo)率/［W/(cm·℃)］線膨脹系數(shù)/(1/℃)收縮率(%)20℃1000℃20～100℃Cu3．843．2716．44．7Fe0．550．2914．22．072目前七十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(2)．熱裂紋傾向大銅及銅合金的焊接裂紋一般出現(xiàn)在焊縫上，也有出現(xiàn)在熔合區(qū)及熱影響區(qū)，裂紋呈晶間破壞特征，從其斷面可以看到明顯的氧化色彩。73目前七十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點1）銅及銅合金中的雜質(zhì)Bi和Pb本身的熔點低，且在熔池結(jié)晶過程中與銅分別生成熔點很低的共晶組織Cu+Bi（熔點為270℃）和Cu+Pb（熔點為326℃）;S能較好地溶解在液態(tài)銅中，但當(dāng)凝固結(jié)晶時，在固態(tài)銅中的溶解度幾乎為零，S與銅形成Cu2S，（Cu2S+Cu）的共晶溫度為1067℃，這些低熔點的共晶組織分布在枝晶間或晶界處，都將促使焊縫產(chǎn)生熱裂紋。(2)．熱裂紋傾向大（a）產(chǎn)生熱裂紋的主要原因

74目前七十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點銅的力學(xué)性能與溫度的關(guān)系75目前七十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點銅-氧相圖76目前七十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2）焊接加熱時，熱影響區(qū)的低熔點共晶會重新熔化，在焊接應(yīng)力作用下會產(chǎn)生熱裂紋。3）銅及銅合金焊接時會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力；4）由于銅的導(dǎo)熱性強，焊縫易生成粗大的柱狀晶會加劇熱裂紋的生成。（a）產(chǎn)生熱裂紋的主要原因

77目前七十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（b）防止銅及銅合金熱裂紋的措施1）嚴格限制銅及銅合金中雜質(zhì)的含量。2）增強對焊縫的脫氧能力，一般是在焊絲中加入硅、錳、磷等合金元素進行脫氧。3）選用能獲得雙相組織的焊接材料，使低熔點共晶分散、不連續(xù)，打亂柱狀晶的方向性，使焊縫晶粒細化。4）采用預(yù)熱、緩冷等措施減小焊接應(yīng)力。78目前七十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(3)．容易形成氣孔熔焊銅及銅合金時，氣孔傾向比低碳鋼大得多，引起氣孔的主要是氫和氧，還有氮和易揮發(fā)元素的蒸發(fā)。79目前七十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(3)．容易形成氣孔減少和消除銅焊縫中的氣孔的主要措施一是減少氫和氧的來源二是采取預(yù)熱措施來延長熔池存在時間，使氣體易于逸出。另外還可以采用含有鋁、鈦等強脫氧劑的焊絲，也可以收到良好效果。80目前八十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(4)．焊接接頭性能下降（1）塑性顯著降低（2）導(dǎo)電性下降（3）耐蝕性降低改善接頭性能的措施主要是控制雜質(zhì)含量，減少合金元素的氧化燒損；其次是減少熱作用，必要時進行焊后消除應(yīng)力處理等。81目前八十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點a．焊接方法由于銅的導(dǎo)熱性很強，焊接時應(yīng)該選用功率大、能量密度高的熱源，熱效率越高、能量越集中對焊接越有利。82目前八十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點a．焊接方法(1)氣焊氧乙炔氣焊比較適合焊接薄銅片、銅件的修補或不重要結(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﹑薄板和小件的焊接和補焊。(3)埋弧焊埋弧焊焊接銅及銅合金時，厚度小于20mm的工件在不開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焊縫焊接。83目前八十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點a．焊接方法(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。(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，利用它對銅及銅合金作穿透性焊接有很大的優(yōu)越性。84目前八十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點b．焊接材料（1）焊絲焊接純銅的焊絲中主要添加了Si、Mn、P等脫氧元素，對導(dǎo)電性要求高的純銅不宜選用含P的焊絲。在黃銅焊絲中常加入Si，Si可防止Zn的蒸發(fā)、氧化，還可提高焊縫金屬的抗裂性和耐蝕性。（2）焊條銅焊條分為純銅焊條和青銅焊條兩大類。由于黃銅中的Zn容易蒸發(fā)，極少采用焊條電弧焊，因此沒有黃銅焊條，必要時可采用青銅焊條。85目前八十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點c焊前準(zhǔn)備（1）接頭形式及坡口制備盡量不采用搭接接頭、T形接頭和內(nèi)角接頭，應(yīng)采用散熱條件對稱的對接接頭和端接接頭，并根據(jù)母材厚度和焊接方法的不同，制備相應(yīng)的坡口。不同厚度（厚度差大于3mm）的純銅板對接焊時，厚度大的一端須按規(guī)定削??；開坡口的單面焊對接接頭要求背面成形時，焊接過程中須在背面加成形墊板；一般情況下，銅及銅合金不宜立焊和仰焊。86目前八十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點接頭形式及坡口尺寸87目前八十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3銅及銅合金的焊接工藝要點c焊前準(zhǔn)備（2）焊前清理銅及銅合金對焊前清理的要求比較嚴格，經(jīng)清理合格的工件應(yīng)及時施焊。88目前八十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點d焊接工藝要點（1）鎢極氬弧焊（TIG焊）

適合于薄板和小件的焊接與補焊。采用直流正極性，以使焊件獲得較多的熱量和較大的熔深。當(dāng)焊件厚度小于4mm時可以不預(yù)熱；4～12mm的純銅需要預(yù)熱至300～500℃，青銅和白銅可降至150～200℃（也可以不預(yù)熱）89目前八十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點d焊接工藝要點（1）鎢極氬弧焊（TIG焊）

硅青銅、磷青銅不預(yù)熱并嚴格控制道間溫度在100℃以下；補焊大尺寸的黃銅和青銅鑄件時，一般需要預(yù)熱200～300℃。如采用Ar+He混合氣體做保護氣焊接銅及銅合金可以不預(yù)熱。90目前九十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（2）熔化極氬弧焊（MIG焊）MIG焊是焊接中、厚板銅及銅合金的理想方法。采用直流反極性、大電流、高焊接速度進行焊接。在焊件厚度大于6mm或用焊絲直徑大于1.6mm的V形坡口焊接時需要預(yù)熱對于硅青銅和鈹青銅，根據(jù)其脆性及高強度的特性，焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力退火和500℃保溫3h的時效硬化處理。91目前九十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）焊條電弧焊焊前焊條要經(jīng)200～250℃、烘干2h，以去除藥皮吸附的水分。焊前及多層焊的層間要對工件進行預(yù)熱純銅預(yù)熱溫度300～600℃；預(yù)熱應(yīng)在200～400℃之間；錫青銅和硅青銅預(yù)熱不應(yīng)超過200℃；磷青銅的流動性差，預(yù)熱不超過250℃。92目前九十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）焊條電弧焊為了改善接頭性能和減小焊接應(yīng)力，焊后應(yīng)對焊縫和接頭進行熱態(tài)和冷態(tài)的錘擊。對性能要求較高的接頭，采用焊后高溫?zé)崽幚硐龖?yīng)力和改善接頭韌性。93目前九十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（4）埋弧焊板厚小于20mm的銅及銅合金工件可以不預(yù)熱、不開坡口，采用埋弧焊獲得性能優(yōu)良的焊接接頭，使焊接工藝大為簡化。純銅、青銅的埋弧焊的焊接性能較好。1）焊絲與焊劑可選用高硅高錳焊劑（如HJ431、HJ430）獲得滿意的工藝性能也可選用氧化性較弱的HJ260、HJ150或陶質(zhì)焊劑。94目前九十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（4）埋弧焊2）焊接參數(shù)通常采用單道焊。應(yīng)選用大的焊接電流和高的焊接電壓；焊絲伸出長度一般選擇20～40mm。厚度小于20mm的銅及銅合金采用不開坡口的單面焊或雙面焊，厚度更大的工件最好開U形坡口、較大的鈍邊（鈍邊為5～7mm），并采用并列雙絲焊接。95目前九十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（5）氣焊氧乙炔氣焊適合焊接薄銅件、銅件的修補或不重要結(jié)構(gòu)的焊接。氣焊純銅時應(yīng)嚴格采用中性焰薄板和小尺寸件的預(yù)熱溫度一般為400～500℃，厚大焊件的預(yù)熱溫度提高要到500～600℃。96目前九十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點T2紫銅理弧焊對接接頭

板厚12mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流680A，電弧電壓38V，焊接速度300mm/min。送絲速度2500mm/min,T2焊絲，Φ4mm.焊劑431低倍組織焊縫組織97目前九十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點T2紫銅理弧焊對接接頭

板厚12mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流680A，電弧電壓38V，焊接速度300mm/min。送絲速度2500mm/min,T2焊絲，Φ4mm.焊劑431熔合區(qū)熱影響區(qū)98目前九十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點T2紫銅理弧焊對接接頭

板厚12mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流680A，電弧電壓38V，焊接速度300mm/min。送絲速度2500mm/min,T2焊絲，Φ4mm.焊劑431母材99目前九十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點T1紫銅鎢極脈沖氬弧焊焊縫組織

板厚0.25mm，對接，無坡口，無間隙焊縫組織熔合區(qū)熱影響區(qū)100目前一百頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點H62黃銅等離子弧焊對接接頭

板厚6mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流280A，電弧電壓30V，焊接速度14.4m/h。氣流量250L/h,不加絲，無預(yù)熱低倍組織焊縫組織101目前一百零一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點H62黃銅等離子弧焊對接接頭

板厚6mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流280A，電弧電壓30V，焊接速度14.4m/h。氣流量250L/h,不加絲，無預(yù)熱熔合區(qū)熱影響區(qū)102目前一百零二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點H62黃銅等離子弧焊對接接頭

板厚6mm，熱軋板，V形坡口，無間隙，悍接電流280A，電弧電壓30V，焊接速度14.4m/h。氣流量250L/h,不加絲，無預(yù)熱母材熱影響區(qū)103目前一百零三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點第八章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接8.2銅及銅合金的焊接8.3鈦及鈦合金的焊接104目前一百零四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點8.3鈦及鈦合金的焊接（一）鈦及鈦合金的類型及性能特點1．工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦呈銀白色，密度小、熔點高、線脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性差。其性質(zhì)與純度有關(guān)，純度越高，強度和硬度越低，塑性越好，易于加工成形。鈦在885℃時發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在885℃以下為密排六方晶格，稱為α鈦；在885℃以上為體心立方晶格，稱為β鈦。105目前一百零五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（一）鈦及鈦合金的類型及性能特點1．工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦中的雜質(zhì)有H、O、Fe、Si、C、N等，其中C、N、O與鈦形成間隙固溶體，F(xiàn)e、Si等元素與鈦形成置換固溶體，起固溶強化作用，顯著提高鈦的強度和硬度，降低塑性和韌性。微量的H即能使鈦的韌性急劇降低，引起氫脆。工業(yè)純鈦根據(jù)雜質(zhì)（主要是O和Fe）含量以及強度差別分為TA1、TA2、TA3三個牌號，隨數(shù)字序號增加，雜質(zhì)含量增加，強度增加，塑性下降。

106目前一百零六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（一）鈦及鈦合金的類型及性能特點1．工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦具有很高的化學(xué)活性，鈦與氧的親和力很強，在室溫條件下，即可在表面形成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜，由于氧化膜的保護作用，使鈦在硝酸、稀硫酸、磷酸、氯鹽溶液以及各種濃度的堿液中都具有良好的耐蝕性。工業(yè)純鈦具有良好的焊接性，還常被用作其他鈦合金的填充金屬。工業(yè)純鈦的板材和棒材可用于制造350℃以下工作的零件，如飛機蒙皮、隔熱板、熱交換器、化學(xué)工業(yè)中的耐蝕結(jié)構(gòu)等。107目前一百零七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（一）鈦及鈦合金的類型及性能特點2．鈦合金鈦合金分類方法很多，按照鈦的同素異構(gòu)體和退火組織可分為α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金，其牌號分別以T加A、B、C和順序數(shù)字表示。TA4～TA10表示α鈦合金，TB2～TB4表示β鈦合金，TC1～TC12表示α+β鈦合金。

108目前一百零八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點(1)α鈦合金α鈦合金是通過加入α穩(wěn)定元素Al和中性元素Sn等固溶強化而形成。α鈦合金具有高溫強度高、韌性好、抗氧化能力強、焊接性好、組織穩(wěn)定等特點，比工業(yè)純鈦強度高，但加工性比β和α+β鈦合金差。α鈦合金不能通過熱處理強化，但可以通過600～700℃退火消除加工硬化；也可通過550～650℃不完全退火消除焊接應(yīng)力。109目前一百零九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（2）β鈦合金β鈦合金含有很高比例的β穩(wěn)定元素如Mo和V等，使馬氏體轉(zhuǎn)變β→α進行得很緩慢，在一般工藝條件下，組織幾乎全部為β相。通過時效處理，β鈦合金的強度可以提高。β鈦合金在單一β相條件下加工性能良好，并具有加工硬化性能；但高溫組織不穩(wěn)定，耐熱性差，焊接性不好。110目前一百一十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）α+β鈦合金

α+β鈦合金是由α鈦為基體的固溶體和β鈦為基體的固溶體兩相組織構(gòu)成，可以通過熱處理強化獲得高強度。具有較好的綜合力學(xué)性能、耐熱性較好、熱穩(wěn)定性相對于β鈦合金較好。隨α相比例增加，加工性能變差；隨β相比例增加，焊接性變差。α+β鈦合金的典型牌號是TC4（即Ti-6Al-4V），綜合性能良好，焊接性在α+β鈦合金中最好，是航空航天工業(yè)中應(yīng)用最多的一種鈦合金。111目前一百一十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（二）鈦及鈦合金的焊接性1．焊接接頭區(qū)的脆化2．焊接區(qū)裂紋傾向大3．容易形成焊縫氣孔112目前一百一十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（二）鈦及鈦合金的焊接性1．焊接接頭區(qū)的脆化鈦在高溫下與O、N、H反應(yīng)劇烈，隨溫度的升高，鈦及鈦合金吸收O、N、H的能力也隨之明顯升高。鈦從250℃開始吸H，從400℃開始吸O，從600℃開始吸N，這些原子吸收與鈦形成間隙固溶體，提高鈦的強度，但急劇造成鈦的塑性降低，從而引起接頭區(qū)的脆化。113目前一百一十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點鈦吸收O、N、H的強烈程度與溫度、時間的關(guān)系114目前一百一十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點

焊縫中氧和氮的含量對工業(yè)純鈦焊縫性能的影響

a)抗拉強度b)冷彎塑性115目前一百一十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點焊縫含氫量對工業(yè)純鈦焊縫及接頭力學(xué)性能的影響116目前一百一十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2．焊接區(qū)裂紋傾向大（1）熱裂紋敏感性低（2）冷裂紋和延遲裂紋當(dāng)焊縫含O、N量較高時，焊縫或熱影響區(qū)金屬性能變脆，在較大的焊接應(yīng)力作用下，會出現(xiàn)裂紋，這種裂紋一般是在較低溫度下形成的。焊接鈦合金時，有時會在熱影響區(qū)出現(xiàn)延遲裂紋，這種裂紋可以延遲幾小時、幾天甚至幾個月出現(xiàn)。延遲裂紋的防止方法，主要是減少焊接接頭的含氫量，必要時進行真空退火處理。117目前一百一十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3．容易形成焊縫氣孔（1）材質(zhì)因素

主要是氬氣、母材及焊絲中含有的氣體，如O2、N2、H2、CO2、H2O等都會引起焊縫氣孔。當(dāng)這些氣體在氬氣、母材及焊絲中的含量增加時，氣孔傾向明顯增大。但N2對焊縫氣孔影響較弱。材質(zhì)表面狀況對生成焊縫氣孔也有較大影響。母材及焊絲表面的水分、油脂、氧化物（常含有結(jié)晶水）、含碳物質(zhì)、砂粒、有機纖維及吸附的氣體等，都會促使鈦及鈦合金焊縫生成氣孔。118目前一百一十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3．容易形成焊縫氣孔（2）工藝因素熔池的存在時間對氫氣孔的形成起著重要作用。當(dāng)熔池存在時間較長時，有利于氣泡的逸出，所以焊縫中的氣孔逐漸減少。119目前一百一十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3．容易形成焊縫氣孔鈦及鈦合金焊縫氣孔大多分布在熔合區(qū)附近，這是鈦及鈦合金氣孔的一個特點。這種氣孔的形成與氫在欽中的溶解度有關(guān)。氫在鈦中的溶解度隨溫度的變化120目前一百二十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點防止產(chǎn)生氣孔的措施1）嚴格限制原材料中O2、N2、H2等雜質(zhì)氣體的含量；2）選用高純度的氬氣氬氣純度應(yīng)不低于99.99%，氬氣管不宜用橡皮管，而應(yīng)用尼龍管。3）正確選擇焊接參數(shù)，延長熔池存在時間，以便氣泡逸出。控制氬氣流量，防止湍流現(xiàn)象將空氣帶入焊接區(qū)。4）正確選擇焊接方法選用氬弧焊、真空電子束焊或等離子弧焊等方法。121目前一百二十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點

（三）鈦及鈦合金的焊接工藝要點1．焊前準(zhǔn)備（1）坡口形式及定位焊在選擇坡口形式和尺寸時，應(yīng)盡量減少焊接層數(shù)和填充數(shù)量。搭接接頭由于背面保護困難，應(yīng)盡量不采用；母材厚度小于2.5mm的不開坡口對接接頭，可不添加焊絲進行焊接；122目前一百二十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點

（三）鈦及鈦合金的焊接工藝要點1．焊前準(zhǔn)備（1）坡口形式及定位焊厚度大的母材需開坡口并添加焊絲，應(yīng)盡量采用平焊。坡口加工應(yīng)采用刨、銑等冷加工方法，以防熱加工時容易出現(xiàn)的坡口邊緣硬度增高現(xiàn)象

一般定位焊點間距為100～150mm，定位焊縫長度約為10～15mm。定位焊所用的焊絲、焊接參數(shù)及保護氣體等與焊接時相同，裝配時嚴禁敲擊和劃傷工件表面。123目前一百二十三頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點1．焊前準(zhǔn)備（2）機械清理采用細砂布或不銹鋼絲刷擦拭，或用硬質(zhì)合金刮刀刮削待焊邊緣0.025mm厚度，即可除去氧化膜；用丙酮、乙醇、四氯化碳或甲醇等有機溶劑去除坡口兩側(cè)的油污及有機物等。124目前一百二十四頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）化學(xué)清理如果鈦板熱軋后已經(jīng)過酸洗，存放后又生成氧化膜的，可將鈦板浸泡在質(zhì)量分數(shù)為2%～4%的HF+質(zhì)量分數(shù)為30%～40%的HNO3+H2O（余量）的溶液中15～20min，然后用清水清洗干凈并烘干。熱軋后未經(jīng)酸洗的鈦板，由于氧化膜較厚，須先進行堿洗。方法是將鈦板浸泡在含NaOH80%、NaHCO320%的濃堿水溶液中10～15min，溶液溫度保持在40～50℃之間。堿洗后取出用清水沖洗，再進行酸洗。125目前一百二十五頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點2．焊接方法用于鈦及鈦合金的焊接方法及其特點見表，其中應(yīng)用最多的是TIG焊和MIG焊。鈦及鈦合金的主要焊接方法及其特點焊接方法特點焊接方法特點鎢極氬弧焊多用于薄板的焊接，板厚3mm以上時須采用多層焊熔深淺，焊道平滑適用于修補焊接等離子弧焊熔深大10mm的板厚可以一次焊成手工操作困難電子束焊熔深大，污染少焊縫窄，熱影響區(qū)小，焊接變形小設(shè)備價格高熔化極氬弧焊熔深大，熔敷量大飛濺較大焊縫外形較鎢極氬弧焊差擴散焊可以用于異種金屬或金屬與非金屬的焊接形狀復(fù)雜的工件可以一次焊成變形小126目前一百二十六頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3．焊接材料鈦及鈦合金對熱裂紋不敏感，焊接時可選擇與母材成分相同或相似的填充金屬。常用的焊絲牌號有TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6及TC3等，其成分與相應(yīng)牌號的鈦材料是一致的。焊絲均是以真空退火狀態(tài)供貨，其表面不得有燒皮、氧化色、裂紋等缺陷存在。常用的焊絲直徑一般為ф0.8～ф2.0mm。127目前一百二十七頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點3．焊接材料為了改善焊接接頭的塑性和韌性，有時采用強度低于母材的填充材料，例如，用工業(yè)純鈦TA1、TA2作填充材料焊接TA7和厚度不大的TC4。保護氣一般采用純氬氣（純度大于99.99%），有時為了增大熔深和加強保護效果（仰焊時），也采用氦氣保護。128目前一百二十八頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點4．焊接工藝及焊接參數(shù)（1）鎢極氬弧焊（TIG焊）用于焊接厚度在3mm以下的薄板，分為敞開式焊接和箱內(nèi)焊接兩種方法。敞開式焊接是在大氣環(huán)境中施焊，為防治空氣侵入而污染焊接區(qū)金屬，焊接時需要利用帶拖罩的焊槍和背面保護裝置，用Ar或Ar+He混合氣體把處于400℃以上的高溫區(qū)與空氣隔開，這是一種局部氣體保護的焊接方法。129目前一百二十九頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點4．焊接工藝及焊接參數(shù)（1）鎢極氬弧焊（TIG焊）用于焊接厚度在3mm以下的薄板，分為敞開式焊接和箱內(nèi)焊接兩種方法。當(dāng)工件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，難以使用拖罩或進行背面保護時，應(yīng)采用在充滿Ar或Ar+He混合氣體的箱內(nèi)施焊，這是一種整體氣體保護的焊接方法。130目前一百三十頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點4．焊接工藝及焊接參數(shù)（1）鎢極氬弧焊（TIG焊）應(yīng)采用較小的焊接熱輸入。厚度0.1～2.0mm的鈦及鈦合金板材、對焊接熱循環(huán)敏感性強的鈦合金及薄壁鈦管焊接時，宜采用脈沖電流焊接。131目前一百三十一頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點4．焊接工藝及焊接參數(shù)（2）熔化極氬弧焊（MIG焊）用于中厚板的焊接對保護要求比TIG焊更為嚴格。TIG焊的拖罩可用于MIG焊，但由于MIG焊焊接速度快，金屬的高溫區(qū)段較長，拖罩應(yīng)加長，并采用流動水冷卻。MIG焊的焊接材料選擇與TIG焊相同，但對氣體純度和焊絲的表面清潔度要求更高。厚度15～25mm的板材可選用90°單面V形坡口。132目前一百三十二頁\總數(shù)一百四十六頁\編于六點（3）等離子