Ti在紫銅厚板不預(yù)熱GTAW中防裂機(jī)理研究.pdf

1、本文主要研究了紫銅厚板不預(yù)熱GTAW防止熱裂紋產(chǎn)生機(jī)理及He氣保護(hù)焊接工藝。首先對(duì)比了氬氣、氦氣和氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，焊接裂紋及氮?dú)饪椎男纬梢?guī)律。其次分析研究了Ti元素防止裂紋及氮?dú)饪椎臋C(jī)理。進(jìn)行一系列的氦氣體保護(hù)焊接工藝試驗(yàn)，并對(duì)焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)、焊縫成分和力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比分析。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，填加Hs201焊絲，在氬氣保護(hù)時(shí)，預(yù)熱溫度為300℃、500℃和700℃時(shí)焊接接頭都會(huì)產(chǎn)生熱裂紋，隨預(yù)熱溫度的升高熱裂紋逐漸減少。在氦

2、氣保護(hù)時(shí)，預(yù)熱300℃時(shí)焊縫中只有液化裂紋，不預(yù)熱時(shí)焊縫中除液化裂紋外還存在結(jié)晶裂紋。采用氮?dú)獗Ｗo(hù)焊接紫銅時(shí)，焊縫中不僅會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋還有大量的氮?dú)饪状嬖凇?br>　　采用氮?dú)?氬氣保護(hù)GTAW接紫銅厚板，填加鈦含量為4％和5%的Cu-Ti合金焊絲時(shí)，均不會(huì)產(chǎn)生氣孔和裂紋。含鈦量為4%的焊縫基體為固熔1.5%左右Ti的Cu，深色析出相為Cu-Ti和Ti-Si金屬間化合物，淺色析出相主要為TiCuSn+CuTiSn3+Cu3Sn金屬間化合

3、物。含鈦量5%焊縫基體為固溶3%左右Ti的Cu；深色析出相主要為Ti-Si及Ti-Cu金屬間化合物。淺色析出相A主要為CuTi5Sn3+Cu3Sn+Cu。
　　Ti能夠防止焊接接頭中產(chǎn)生熱裂紋的原因主要為：Cu-Ti合金焊絲中的Ti與O反應(yīng)生成穩(wěn)定的產(chǎn)物TiO2以焊渣的形式浮出焊縫表面。從Ti具有較強(qiáng)脫氧能力以及Cu-Ti合金具有較強(qiáng)抗變形能力兩方面證明了這一原因。
　　Ti能夠防止在氮?dú)獗Ｗo(hù)GTAW時(shí)焊縫中產(chǎn)生的大量氮?dú)饪?/p>

4、的原因是：Ti在高溫時(shí)具有很強(qiáng)的吸氮性，與進(jìn)入焊縫中的N反應(yīng)生成穩(wěn)定且密度小的產(chǎn)物TiN以焊渣的形式浮出焊縫表面。
　　采用氦氣保護(hù)GTAW焊接紫銅厚板，填加含鈦量降至3%的銅鈦合金焊絲，焊縫中無(wú)熱裂紋，接頭成型好，硬度低，強(qiáng)度高。焊縫金屬組織形貌與Cu-Ti焊絲基本相同，焊縫基體主要為Cu中固溶了2%-3%的Ti，焊縫中均勻分布著深色和淺色兩種析出相，淺色析出相為CuTi3Sn3+Cu3Sn+Cu的三元金屬間化合物。深色析出相為