钛合金脉冲熔化极焊接的氧化防护研究

摘要

钛合金在高温时易吸收N、O、H等气体，造成接头性能的恶化，制约了熔化极焊接（GMAW）工艺在全钛合金结构焊接制造中的应用．本研究探讨了钛合金脉冲熔化极焊缝金属冷却过程的氧化防护问题，分析了无尾罩保护下层间打磨工艺对钛合金焊缝金属的显微组织和力学性能的影响，并提出了预测焊缝氧化程度的方法．结果表明：在无防护尾罩的条件下，影响焊缝表面氧化程度的关键特征参数是脱离Ar气保护时的温度t,t的临界值约为1 300℃；当脱离温度t>1 300℃时，焊缝将发生严重氧化，表面氧化膜的厚度超过100μm，甚至可能出现易脱落的氧化皮；当t<1 300℃的焊接参数进行坡口对焊时，层间打磨处理后的焊缝微观组织和力学性能与采用Ar气尾罩保护的高度一致．在此基础上，进一步通过双因素试验拟合得到了脱离温度t与焊接热功率P和焊接速度v_w之间的对应关系模型t=f（P,v_w），为预测熔化极焊接工艺中焊道表面氧化程度提供了理论基础．

关键词

钛合金 / 固态氧化 / 无尾罩 / 脉冲熔化极焊接