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钛合金焊接技术在船舶制造中的应用及对钛材料性能的要求

发布日期:2020-06-22  浏览次数:361
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  材料具有比强度高、耐海水及海洋大气腐蚀、无磁、透声、抗冲击震动及可加工性(可塑性)好等特点,是一种优质的船舶材料。对于船舶材料而言,焊接技术是其结构制造的重要加工手段。而各种船用钛及钛合金对焊接加工的适应性,焊接性能的优劣,直接关系到它们在船舶结构上的应用。
  钛材的品种、牌号繁多,针对其应用的领域不同,对其相关的性能要求也不相同。对船用钛合金主要的应用功能是优秀的耐海水及海洋大气的腐蚀性,高比强,高韧性和优良的加工工艺性能。由于钛材在船舶领域的应用范围较广,如船舶结构、推进系统、电力系统、电子信息系统、辅助系统到特种装置等,因此需要各种性能、品种规格的钛合金材料。
  船用钛及钛合金焊接时,通常遵从等强原则,并获得最佳强度和塑性、韧性的配合。因此,在选用焊接材料时:
  ①一般选用同质焊接材料;
  ②为了改善接头的塑性,可用比母材合金化程度稍低的焊材;
  ③为了提高焊缝金属塑性,焊丝中间隙元素含量应低于母材中的含量。根据多年来对船用钛合金焊接应用研究结果和试验数据的回归分析可知:要获得焊缝金属与母材的等强性,一般要求焊丝合金成分比母材低1个Al当量。
  为使焊后焊缝金属中杂质元素含量控制在较低水平,应对焊丝中原始杂质元素含量加以严格控制。船用钛合金焊接接头的可靠性在很大程度上与接头的结构形状有关。对于船用钛合金焊接结构消除应力热处理时,应根据不同合金特点,确定热处理工艺制度,以获得最佳的热处理效果。
  大多数船用钛合金具有优良的焊接加工性能。合金应用过程中,针对各种合金的特点,结构的使用工况条件,正确地设计接头形式,合理地选择焊接材料,制定合理的焊接工艺,提供焊接高温区良好、可靠的气体保护和正确地采用消除应力措施,是确保获得综合性能优良的船用钛合金焊接接头的关键。
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