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鈦合金焊接技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用及對鈦材料性能的要求

發(fā)布時間 :2019-06-02 23:11:14 瀏覽次數(shù) :

鈦材料具有比強度高、耐海水及海洋大氣腐蝕、無磁、透聲、抗沖擊震動及可加工性(可塑性)好等特點,是一種優(yōu)質(zhì)的船舶材料。對于船舶材料而言,焊接技術(shù)是其結(jié)構(gòu)制造的重要加工手段。而各種船用鈦及鈦合金對焊接加工的適應(yīng)性,焊接性能的優(yōu)劣,直接關(guān)系到它們在船舶結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。

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鈦材的品種、牌號繁多,針對其應(yīng)用的領(lǐng)域不同,對其相關(guān)的性能要求也不相同。對船用鈦合金主要的應(yīng)用功能是優(yōu)秀的耐海水及海洋大氣的腐蝕性,高比強,高韌性和優(yōu)良的加工工藝性能。由于鈦材在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣,如船舶結(jié)構(gòu)、推進系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)到特種裝置等,因此需要各種性能、品種規(guī)格的鈦合金材料。

船用鈦及鈦合金焊接時,通常遵從等強原則,并獲得最佳強度和塑性、韌性的配合。因此,在選用焊接材料時:

①一般選用同質(zhì)焊接材料;

②為了改善接頭的塑性,可用比母材合金化程度稍低的焊材;

③為了提高焊縫金屬塑性,焊絲中間隙元素含量應(yīng)低于母材中的含量。根據(jù)多年來對船用鈦合金焊接應(yīng)用研究結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)的回歸分析可知:要獲得焊縫金屬與母材的等強性,一般要求焊絲合金成分比母材低1個Al當(dāng)量。

為使焊后焊縫金屬中雜質(zhì)元素含量控制在較低水平,應(yīng)對焊絲中原始雜質(zhì)元素含量加以嚴(yán)格控制。船用鈦合金焊接接頭的可靠性在很大程度上與接頭的結(jié)構(gòu)形狀有關(guān)。對于船用鈦合金焊接結(jié)構(gòu)消除應(yīng)力熱處理時,應(yīng)根據(jù)不同合金特點,確定熱處理工藝制度,以獲得最佳的熱處理效果。

大多數(shù)船用鈦合金具有優(yōu)良的焊接加工性能。合金應(yīng)用過程中,針對各種合金的特點,結(jié)構(gòu)的使用工況條件,正確地設(shè)計接頭形式,合理地選擇焊接材料,制定合理的焊接工藝,提供焊接高溫區(qū)良好、可靠的氣體保護和正確地采用消除應(yīng)力措施,是確保獲得綜合性能優(yōu)良的船用鈦合金焊接接頭的關(guān)鍵。

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