1. 為什麼焊接速度大時,焊縫中心易出現大量等軸晶
冷卻速度來慢時,焊縫結晶是源從熔合線開始,以柱狀晶的形態向焊縫中心發展。焊接速度大時,冷卻速度快,柱狀晶還未到達焊縫中心時,焊縫中心溫度已下降到結晶溫度以下,所以產生等軸晶。
等軸晶的產生應該是與冷卻速度相關,而焊接速度快導致冷卻速度快。
2. 鈦合金如何進行焊接,有哪些需要注意的地方
目前針對TC4鈦合金,多採用氬弧焊或等離子弧焊進行焊接加工,但該兩種方法均需填充焊接材料,由於保護氣氛、純度及效果的限制,帶來接頭含氧量增加,強度下降,且焊後變形較大。採用電子束焊接和激光束焊接,研究了TC4鈦合金的焊接工藝性,實現該種材料的精密焊接。
(1) 焊縫氣孔傾向。焊縫中的氣孔是焊接鈦合金最普遍的缺陷,存在於被焊金屬電弧區中的氫和氧是產生氣孔的主要原因。TC4鈦合金電子束焊接,其焊縫中氣孔缺陷很少。為此,著重就激光焊接焊縫中形成氣孔的工藝因素進行研究。
由試驗結果可以看出,激光焊接時焊縫中的氣孔與焊縫線能量有較密切關系,若焊接線能量適中,焊縫內只有極少量氣孔、甚至無氣孔,線能量過大或過小均會導致焊縫中出現嚴重的氣孔缺陷。此外,焊縫中是否有氣孔缺陷還與焊件壁厚有一定關系,比較試樣試驗結果可看出,隨著焊接壁厚的增加,焊縫中出現氣孔的概率增加。
(2) 焊縫內部質量。利用平板對接試樣,採用電子束焊接和激光焊接來考察焊縫內部質量,經理化檢測,焊縫內部質量經X射線探傷,達GB3233-87 II級要求,焊縫表面和內部均無裂紋出現,焊縫外觀成型良好,色澤正常。
(3) 焊深及其波動情況。鈦合金作為工程構件使用,對焊深有一定要求,否則不能滿足構件強度要求;而且要實現精密焊接,必須對焊深波動加以控制。為此,採用電子束焊接和激光焊接方法分別焊接了兩對對接試環,焊後對試環進行了縱向及橫向解剖,來考察焊深及焊深波動情況,結果表明,電子束焊接焊縫平均焊深可達2.70mm以上,焊深波動幅度為-5.2~+6.0%,不超過±10%;激光焊接焊縫平均焊深約為2.70mm,焊深波動幅度為- 3.8~+5.9%,不超過±10%。
(4) 接頭變形分析。利用對接試環來考察接頭焊接變形,檢測了對接試環的徑向及軸向變形,結果表明,電子束焊接和激光焊接的變形都很小。電子束焊接的徑向收縮變形量為f 0.05~f 0.09mm,軸向收縮量為0.06~0.14mm;激光焊接的徑向收縮變形量為f 0.03~f 0.10mm,軸向收縮變形量為0.02~0.03mm。
(5) 焊縫組織分析。經理化檢測,焊縫組織為a+b,組織形態為柱狀晶+等軸晶,有少量的板條馬氏體出現,晶粒度與基體接近,熱影響區較窄,組織形態和特徵較為理想。
經研究可得出:對於TC4鈦合金,無論是激光焊接還是電子束焊接,只要工藝參數匹配合理,均可使焊縫內部質量達到國標GB3233-87Ⅱ級焊縫要求,實現TC4鈦合金的精密焊接;焊縫外觀成形良好,色澤正常;焊縫余高很小,無咬邊、凹陷、表面裂紋等缺陷產生。
3. 工字鋼焊接完裂縫是怎麼回事
裂紋按其產生部位不同可分為根部裂紋、弧坑裂紋、熔合區裂紋以及熱影響區裂紋等。按其產生的溫度和時間不同可分為熱裂紋、冷裂紋以及再熱裂紋。
熱裂紋:經常發生在焊縫中,有時也出現在熱影響區,焊縫中縱向裂紋一般發生在焊道中心,與焊縫長度方向枝畢咐平行。橫向熱裂紋一般沿數滑柱狀晶發生,並與母材的晶粒間界相連,與焊縫長度方向垂直。根部裂紋發生在焊縫根部,弧坑裂紋大都發生在弧坑中心的等軸晶區,有縱、橫、星狀幾種類型。熱影響區中的熱裂紋有橫向,也有縱向,但都沿晶界發生,熱裂紋猛純的微觀特徵一般是沿晶界開裂,又稱晶間裂紋。當裂紋貫穿表面與外界空氣相通時,沿熱裂紋折斷的埠表面呈氧化色彩(如藍灰色等)。熱裂紋產生的原因:因為焊接過程中熔池金屬中的硫、磷等雜質在結晶過程中形成低熔點共晶,隨著結晶過程的進行,它們逐漸被排擠在晶界,形成了「液態薄膜」,而在焊縫凝固過程中由於收縮的作用,焊縫金屬受拉應力,「液態薄膠」不能承受拉應力而產生裂紋。
防止產生熱裂紋的措施:
①限制鋼材及焊接材料中易偏析元素和有害雜質的含量。特別是減少硫、磷等雜質的含量及降低碳的含量。
②調節焊縫的化學成分,改善焊縫組織,細化焊縫晶粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點共晶的影響。
③提高焊條的鹼度,以降低焊縫中的雜質的含量。
④控制焊接規范,適當提高焊縫系數,用多層多道焊法,避免中心偏析,可防止中心線裂紋。
⑤採取降低焊接應力的措施,收弧時填滿弧坑。