チタンとその合金の溶接特性
1の物理的および化学的性質チタンとその合金チタンには、それぞれとで表される2つの同素体があり、転移温度は882.5度です。その低温-温度の結晶は、-密に詰まった六角形の格子であり、882.5度を超えると安定します。結晶は物体です。 -中心の立方格子。 チタンは熱伝導率が低く、ステンレス鋼よりもわずかに熱伝導率が低くなっています。 チタンに不純物があると、熱伝導率が低下します。 表1に、工業用純チタンとその他の金属材料の主な物理的特性の比較を示します。
2チタン合金の溶接構造
The welded structure of industrial pure titanium and the titanium alloy is single-phase at room temperature, and a zigzag or needle-like structure is formed depending on the cooling rate. Various mechanical properties have no major changes compared with the base metal, and the welding performance is good. In the process of cooling from phase, plus titanium alloy forms martensite ( ' phase), and the quantity and properties of ' phase change according to alloy composition and cooling rate. In general, with the increase of the phase, the ductility and toughness of the alloy decrease. Even for Ti-6Al-4V with good weldability, when the content of -stabilizing element vanadium is more than 5 percent , the weldability decreases. The martensite formation temperature of beta titanium alloy is lower than room temperature, and the weld is in a metastable beta phase, so the weldability does not deteriorate. However, due to the addition of too many alloying elements, extensibility is often lacking. In addition, aging and cold working increase the strength of the alloy, while welding will cause a loss of strength, so welding is not used for titanium alloy processing.
3チタン合金の溶接欠陥
3.1溶接継手領域の脆化
チタンおよびチタン合金の溶接部は、ガスや脆化などの不純物による汚染を受けやすくなっています。 脆化の原因となる主な元素はO、N、H、Cなどです。チタンおよびチタン合金は室温で比較的安定していますが、温度が上昇すると、チタンおよびチタン合金がO、N、Hを吸収する能力も向上します。大幅。 Tiは250度から水素、400度から酸素、600度から窒素を吸収し始めます。 窒素と酸素は、接合強度と曲げ塑性に大きな影響を与えます。 溶接部の窒素と酸素の含有量が増えると、接合強度が増し、曲げ塑性が低下し、窒素の影響が酸素の影響よりも大きくなります。 水素は主に接合部の衝撃靭性に影響を与えます。
3.2溶接部の亀裂傾向
（1）ホットクラック。
チタンおよびチタン合金はS、P、Cなどの不純物が少ないため、粒界に形成される低融点-点共晶はほとんどなく、結晶化温度範囲は非常に狭く、溶着時の溶接部の収縮が小さいため、高温割れの影響を受けやすくなっています。 低い。
（2）コールドクラックと遅延クラック。
溶接部の酸素と窒素の含有量が多いと、溶接性能がもろくなり、低温で発生する溶接応力が大きくなると亀裂が発生します。
チタン合金を溶接する場合、熱の影響を受けるゾーンに遅延亀裂が現れることがあり、水素が遅延亀裂の形成の主な理由です。 割れの遅れを防ぐ主な方法は、溶接継手の水素源を減らすことであり、必要に応じて、溶接継手の水素含有量を減らすために真空焼鈍を行うことができます。
3.3溶接孔
気孔率はチタンとチタンの溶接で一般的な欠陥ですチタン合金。 O2、N2、H2、CO2、およびH2Oはすべて多孔性を引き起こす可能性があります。 チタンとチタン合金の溶接部の細孔は、ほとんどが溶融ゾーンの近くに分布しています。これは、チタンとチタン合金の細孔の特徴です。 溶接部の細孔は、応力集中を引き起こすだけでなく、細孔周辺の金属の可塑性を低下させ、溶接継手全体の破壊につながることさえあります。 したがって、細孔の形成は厳密に制御する必要があります。