钛合金压力容器的电子束焊接.pdf

62·焊接质量控制与管理
焊接技术第38卷第2期2009年2月
文章编号:1002-025X(20O02-0062-02
钛合金压力容器的电子東焊接
张锋
(青岛锅炉压力容器检验所,山东青岛266071)
摘要:通过对软合企压力容器技术要求和TUC4钛合金材料的坪接性分行,宋用电子束辉接成功焊接了钛合金正力容器,电子東接的
焊缝显微组织中针状亚结构更为细小,坪呈廷性断製形貌
关词:软合念;圧カ容器;滤气板;制技术
中图分染号:TUA456.3
文献标志码
刑言
TC4钛合金焊接性分析
钛合金压力容器在空间飞行器推进系统中担负
钛和钛合金的焊接性取决于钛的物理化学性能
着存和供给推进剂的任务,并在失重等恶劣条件是一种非常泼的金属,由于表面形成致密的氧化
下向发动机正常提供不夹气的推进剂,是极为重要膜,使其在常温下非常稳定。但是在高温下,钛则有
的空问飞行器组件,为此,必须保证钛合金压力容强烈的吸氢、氧、氮的能力。空气中钛在250℃时开
器的焊接质量。
始吸氢,500℃时开始吸氧,600℃时开始吸氮,随
着温度的提高、钛吸收气体的能力更强。氧、氮都
1钛合金压力容器的工作原理及结构
是α相稳定元素,当其含量较少时,都作为间隙元
钛合金压力容器的种类有表面张力容器及金属膜素固溶在钛中,使钛的强度、硬度提高,而塑性急
片容器等。表而张力容器的工作原理如图1所示,在下降,氮的作用比氧更强。因此焊缝中的气孔是焊接
气口端施加一定的压力P将贮箱内腔推进剂通过网钬合金最为普遍的缺陷。有在于被焊金属电弧区中的
片以一定的流量Q从液?端供应给发动机,气体由氢和氧是产生气孔的主要原2电子東焊接使T℃C4
于受到推进剂在网片表面形成的张力阻隔,因而最终钛令念在真空环境中进行连接,焊缝中气孔缺陷很
所提供的推进剂中不会夹有气体。为满足诚容器自身少。钛合金焊接时还存在间隙原子引起焊缝脆化、焊
质量的设计要求,贮箱主体结构采用钛合金(TC4)接加热时品粒的粗化、以及焊接冷却时脆性相的形成
材料,厚度3.5mm,焊缝必须达到我国航天工业焊等问题
接标准一级焊缝要求
TC4合金为c+β两相钛合金。钛的基本性质
支板网片:箱内座
,表1。TC4钛合金的化学成分及力学性能分别见表
和表
表1钛的甚本性质
培点K「沸点パ「密度R"m?)线系数(x1D~K")比热容れJ?(g-K)1
8.64
0.52
专2TC4鉱合金的化学成分(质量分数)(吃
日1压力容器结构示意图
表3TC4钛合金热处理状的室温力学性能
服强度MPa」伸长率(%)
收稿日期;2()8-n8-19
950
≥10
97994-2070chinaAcademicournectronicPublishingouse.A/rightsreserved.ht./www..met
Welding Technology Vol38 No. 2 Feb. 2009
焊工之友?63
文章编号:1002-025X(02009)02-003-02
汽轮机进汽弯头裂纹的修复
李玉萍
(西南科技大学制造工程学院,四川绵阳621000
关键词;汽垫翃;修复;焊接
中分类号:TC457.2文献标志码:B
纹,该弯头具体结枃及裂纹位置如图1所示。
前言
进汽弯头的材质为20CrMo钢,其工作条件是:
在汽轮机加工中经常会出现一些需要修复的裂工作温度为450℃、进汽压力为49MPa。现全部尺
纹,某汽轮机前汽缸上半部分在精加工后,泵水时发寸均已完成精加工,这就增加了补焊的难度,因此,
现进汽弯头处有一长约150mm,深约25mm的裂必须制定出严格的补焊工艺措施方案来保证工件尺寸
收稿日期:2008-10-26
及焊接接头的质量。
ーー+ーーーー+ー+中
焊后的钛合金压力容器焊缝表面光沽,呈银白
3电子束接工艺及结果分析
色。经无损检测没有发现未焊透、气孔、夹渣和裂纹
钛合金压力容器的焊缝不开坡口,焊前严格清理等超标缺陷。
焊缝区域的油污,并用丙酮清洗后干燥。电子束焊接
图2为母材的显微组织,呈典型网篮状,转变β
的工艺参数见表4。
相的晶界清晰可见。图3为电子束焊接的焊縫显微组
4电于東焊接工艺参数
织,也为网篮状形貌,但亚结构细化,形成的针状
加速电乐及V紧焦电流んん「東流/mA焊接速度/mrs
组织更为细小。图4为焊缝的断口形貌,呈明显的
60
586
12
16
延性断裂形貌,表明焊鏠塑韧性良好。
6717092Ky486いm
86676828Ky5も"u
9717029Kvともに?1もあい
2TC4母材的显徽组织
图3电子束焊接的焊显激组织
图4焊继的莳口形貌
呈延性断裂,具有很好的塑韧性。
4结论
采用合理的电子束焊接工艺参数,成功地焊接了参考文献:
钛合金压力容器,满足了焊缝设计要求。焊缝组织早[1)曾乐、现代焊接技术手册にM!上海:上海科学技术出版社,
古列维奇CM著,高强度钛合金的婩接[M.尹克里译.北京
典型的网篮组织形貌,亚结构比母材更为细小,焊鏠
防工业出版社,1980.
31994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingllouse.Alrightsreservedhtp/www.cnkimer