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TA1钛焊管的焊接接头性能研究

2025/11/30 16:37:19      点击:
TA1钛焊管作为工业纯钛管材,其焊接接头性能直接决定整体服役可靠性,核心研究聚焦于接头的力学性能、耐腐蚀性及组织稳定性三大维度。TA1钛材含氧量≤0.18%,塑性优异但高温易氧化,焊接过程中焊缝及热影响区(HAZ)的组织变化,是导致接头性能差异的关键——焊缝区经熔凝后易形成粗大等轴α相,热影响区则因热输入不同呈现“过热区-相变区-母材区”的组织梯度,其中过热区晶粒异常长大,成为接头性能薄弱带。
 
从力学性能来看,TA1钛焊管焊接接头的强度与塑性存在明显梯度。实验数据显示,TA1母材抗拉强度约370MPa,伸长率28%;而焊缝区因晶粒粗大,抗拉强度降至340MPa,伸长率衰减至20%-22%;热影响区过热段伸长率甚至低至18%,弯曲试验时易在该区域出现开裂。这种性能衰减源于焊接热循环破坏了母材原有的细晶结构,需通过工艺调控抑制晶粒长大。
 
耐腐蚀性方面,焊接接头的氧化与氢脆风险需重点关注。若焊接保护气覆盖不完整,TA1接头表面易形成TiO₂氧化层,在含氯离子介质中,氧化层破损处易发生点蚀;同时,焊接过程中吸收的氢原子会在接头中析出氢化物,降低耐应力腐蚀开裂(SCC)性能。通过优化焊接工艺,采用99.999%高纯度氩气双重保护,结合焊后250℃低温去氢处理,使TA1钛焊管接头在3.5%氯化钠溶液中浸泡1000h无点蚀,抗拉强度恢复至360MPa以上,满足化工、海洋工程等领域对耐蚀性与力学性能的双重需求。