チタンプレートの溶接に影響を与える要因は何ですか?

チタンおよびチタン合金の溶接には、溶接中の非常に厳しい保護要件があります。 溶接部の炭素含有量が {{0}}.55% になると、溶接部の塑性はほとんどなくなり、非常に脆い材料になります。 溶接後の熱処理ではこの脆性を取り除くことはできません。 国家標準技術条件では、チタン合金母材の炭素含有量は0.1%を超えてはならず、溶接部の炭素含有量は母材の炭素含有量を超えてはならないと規定されています。 チタン合金には、チタンの物理的特性に影響を与える多くの元素が含まれています。 炭素は、チタンおよびチタン合金に含まれる一般的な不純物です。 炭素含有量が０．１３％未満では、チタン中に炭素が深くなり、溶接強度が制限される。 可塑性には多少の改善と多少の低下がありますが、酸素や窒素の効果ほど強力ではありません。 しかし、溶接部の炭素含有量をさらに増加させると、溶接部にネットワーク状TiCが現れ、炭素含有量の増加に伴ってその数が増加し、溶接部の塑性が急激に低下し、作用下で亀裂が発生しやすくなります。溶接応力の影響。

1. 炭素の影響。 チタンおよびチタン合金の溶接プロセス中、室温では、液滴および溶融池金属は水素、酸素、窒素を吸収する強力な能力を持っており、固体状態ではこれらのガスがそれらと相互作用します。 温度が上昇すると、チタンおよびチタン合金が水素、酸素、窒素を吸収する能力も大幅に増加します。 チタンは約 250 度で水素を吸収し始め、400 度で酸素を吸収し始め、600 度で窒素を吸収し始めます。 ガスが吸収されると、溶接継手の脆化が直接引き起こされ、溶接の品質に影響を与える非常に重要な要素となります。

2. 水素の影響。 水素は、ガス不純物の中でもチタンの機械的特性に重大な影響を与える要因です。 溶接部の水素含有量の変化は、溶接部の衝撃特性に大きな影響を与えます。 溶接部に析出するフレーク状または針状のTiH2が増加します。 TiH2 の強度は非常に低いため、薄片状または針状の HiH2 の影響により、衝撃特性が大幅に低下します。 溶接部の水素含有量の変化は、強度の向上や塑性の低下にはほとんど影響しません。

3. 酸素の影響。 溶接部の硬度と引張強度は大幅に増加し、溶接部の酸素含有量は基本的にアルゴンガスの酸素含有量の増加に伴って直線的に増加します。 可塑性が大幅に低下します。 溶接継手の性能を確保するには、溶接プロセス中の溶接シームと溶接熱影響部の酸化を厳密に防止する必要があります。

4. 窒素の影響。 窒素とチタンのプレートは激しく反応し、700 度を超える高温では脆くて硬い窒化チタン (TiN) を形成します。 さらに、窒素とチタンの間の格子間固溶体の形成によって引き起こされる格子歪みの程度は、同じ量の酸素によって引き起こされる格子歪みの程度よりも大きくなります。 結果はさらに深刻です。 したがって、窒素は、工業用純チタン溶接部の引張強度と硬度を向上させ、溶接部の塑性特性を低下させる上で、酸素よりも重要です。 溶接部の窒素含有量が0.13%を超えると、溶接部が脆くなりすぎて割れが発生する。