
合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。除铌和钴外,一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时,形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒,同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。对于可热处理β合金,还可以用不完全时效(500℃/4~8小时,空冷)的方法显示再结晶组织,经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定,TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右,TA7钛合金约为600℃,TC4钛合金约为700℃,TB2合金则750℃。

合金元素钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。定制钛焊接管合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在 0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。钛焊接管厂家氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。

气孔问题。焊接钛及其合金时,经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔。由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低,焊接时熔合线附近的温度高,会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高,则熔融金属中的氢不容易析出,于是便聚集形成氢气孔。焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏,焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系。钛管如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接,查找原因及时改进焊接措施;如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修,将暗灰色部分全部铲除,重新焊接。

氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊,3毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%,严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。由于钛及钛合金的化学活性大,易被氧气、氮气、氢气污染,所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔(或氧丙烷等)气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。