鈦合金焊接的特點是不僅要保護熔池機背面金屬,而且要保護熱影響區,甚至是近縫區受熱金屬不被氧化。因為鈦載350℃以上就會與空氣中的氧和水蒸氣發生劇烈的化學反應,O、N、H的進入將急劇降低焊接接頭的塑性和疲勞性能。因此,焊接鈦合金最理想的方法是在真空條件或惰性氣體保護工作室內完成焊接。
TA15鈦合金屬於中等強度(750~1000MPa),類似的鈦合金如:TC1、TC4、TC6、BT5-1、CT5等,所有中等強度的鈦合金都具有良好的焊接性和熱穩定性。TA15鈦合金是以Ti-Al-Zr-Mo-V係為基的合金,其名義成分為:Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V。該合金主要強化機制是通過α穩定元素Al的固溶強化,加入中型元素Zr和β穩定元素Mo、V,可以改善工藝性能。TA15鈦合金可以在500℃條件下,可工作3000h;在450℃以下可工作6000h,目前主要用於航空領域。TA15不僅具有好的焊接性,可以用各種焊接方式進行焊接;而且可以與各種變形鈦合金和鑄造鈦合金相焊接,這裡介紹真空充氬手工氬弧焊。
鈦合金焊接以前,必須嚴格清理焊件的表面。鈦合金TA15進行真空充氬手工氬弧焊,使用的焊絲為退夥狀態下的TA15-1。板材厚度5.0mm,開45°V形坡口;厚度8mm開45°雙V形坡口;對於自動焊用的厚度5.0mmTA15板材不開坡口。
真空充氬手工TIG焊是在真空充氬箱中進行焊前焊箱先抽真空達到1.33Pa,再通入氬氣至0.103MPa,然後進行焊接。自動焊為局部保護氬弧焊,焊接時從工藝墊板上引弧,收弧是採用了衰減焊接電流,以填滿弧坑。在熔池未凝固和凝固後3min內繼續提供保護氣。具體焊接參數見圖1和圖2。
焊後處理是這樣的:對於厚度5.0mmTA15的手工焊於自動焊焊件,憨厚進行真空區應力處理,退火處理:625±10℃,保溫60min,FC,真空壓強小於哦。0.01Pa;對於厚度8.0mmTA15手工TIG焊焊件,焊後進行真空去應力退火處理:625±10℃,保溫90min,FC,真空壓強0.01Pa。