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钛合金锻件的氩弧焊焊接工艺_www.lh-ti.com

我国幅员广阔，南北温差大，最低温度曾达到－52.3℃。在低温环境及介质条件下，材料内部组织结构可能会有所改变，并引起材料的力学、物理性能的变化。TC4钛合金在低温环境中发生了影响材料性能的微观组织变化，将对航空发动机的飞行寿命和飞机的飞行安全造成极大的影响。因此了解TC4钛合金在低温环境条件下的力学和物理特性及微观组织变化，对航空发动机与飞机的结构设计和构件的安全使用至关重要。通过对合金的显微组织、相组成以及拉伸性能曲线的分析，科研人员研究了243K低温下TC4钛合金的拉伸行为。研究结果表明:243K低温环境下TC4钛合金的拉伸强度和屈服强度都有所提高，但延伸率有一定程度的下降；合金的显微结构在光学显微尺度上没有明显变化，但α固溶体的取向性变小。

TC4钛合金是20世纪40年代初期研制成功的一种中等强度的α+β型钛合金，具有优良的综合性能，誉称万能合金，是最早最广泛用于飞机结构的通用钛合金，包括钛板、钛棒和锻铸件等，主要用于制作飞机结构中梁、接头和隔框等中等承力构件及紧固件、发动机风扇和压气机盘及叶片等。

埋弧焊已成功地用于焊接中厚板的钛及钛合金焊件。由于钛及钛合金具有活泼的化学性能，所用焊剂除应具备一般焊剂所共同的性质外，还需具有特别良好的隔绝空气的保护作用，确保焊缝金属不发生氧化反应、不受氢的有害影响。因此，现有各种焊剂都不能使用。目前生产中使用成功的一种特殊焊剂成分（质量分数）为：CaF279.5%；BaCl219%；NaF1.5%。这是一种无氧焊剂，要用化学纯原料配制。其中CaF2为基本造渣剂，BaCl2用于稳弧，NaF含量不多，作用是细化晶粒。焊接电源采用交、直流均可，但用直流反接时焊缝原成形较好，生产率也较高。焊接接头反面的保护，可用于母材上切取的钛板，也可用紧贴背面的焊剂垫。工业纯钛埋弧焊的焊接工艺参数，见表66。

表66 工业纯钛埋弧焊焊接工艺参数

焊件厚度（mm）	接头形式	焊丝直径（mm）	焊接电流（A）	电弧电压（V）	焊接速度（m/h）
1.5～1.8 2.0～2.5 2.5～3.0 3.0～5.0 5.0～8.0 8.0～12.0	对接	1.5 2.0～2.5 2.0～2.5 2.5～3.0 2.5～3.0 3.0～4.0	160～180 190～200 220～250 250～320 320～400 -400～580	30～34 32～34 32～34 34～36 34～36 34～36	60～65 50 50 45～50 45～50 40～45
2.0～3.0	搭接	2.0～2.5	250～300	30～34	40～45
3.0～5.0	角接	2.5～3.0	250～300	30～34	40～45