Zavarivanje dijelova od legure titanijuma: ključne kontrolne tačke procesa

Zavarivanje dijelova od legure titana je daleko manje opraštanje od zavarivanja čelika, jer titan na povišenoj temperaturi reagira s kisikom, dušikom, vodikom i ugljikom. Iznad otprilike 400 stepeni površina prestaje biti samozaštićena, a rastopljeni bazen će apsorbirati sav plin ili kontaminaciju na koju naiđe, stvarajući poroznost, krhkost i gubitak duktilnosti koji nijedna operacija nakon-zavarivanja ne može poništiti. Kontrola procesa stoga počinje mnogo prije nego što se luk aktivira i nastavlja se nakon što se ugasi.

Pred{0}}Priprema za zavarivanje i čišćenje

Ulje, mast, prašina, vlaga i druge nečistoće na površini titanijuma ulaze u zavar i formiraju pore i nemetalne inkluzije, tako da je čišćenje prva kontrolna tačka. Mali dijelovi se neko vrijeme namaču u odgovarajućem rastvaraču kao što je aceton ili alkohol, a zatim se brišu krpom bez dlačica-; rastvaraču se mora pustiti da potpuno ispari prije zavarivanja, jer je zarobljena para sama po sebi izvor poroznosti.

Drugi korak je uklanjanje oksidnog filma. Titanijum spontano formira gust sloj titan dioksida čija je tačka topljenja znatno iznad one samog metala, a ako se ne ukloni, zavar će pokazati nedostatak fuzije. Mehaničko uklanjanje koristi fini abrazivni papir, granulacije oko 200 do 400, ili žičanu četku od nehrđajućeg čelika, koja se radi samo u jednom smjeru kako bi se izbjeglo grebanje i kontaminacija površine, a zavarivanje slijedi što je brže moguće kako bi se ograničila re-oksidacija. Kemijsko uklanjanje koristi miješanu fluorovodoničnu i dušičnu kiselinu, što zahtijeva strogu kontrolu vremena kiseljenja i koncentracije otopine, jer kiselina napada metal nakon što oksid nestane. Žičane četke i abrazivi koji su se prethodno koristili na čeliku nikada ne smiju dodirivati ​​titan, jer je ugrađeno željezo klasičan uzrok kasnije korozije.

Dizajn spoja, postavljanje{0}}gore i stezanje

Čeoni spojevi su najčešća konfiguracija jer daju bolja mehanička svojstva s nižom koncentracijom naprezanja od preklopnih ili T- spojeva. Kada se projektira čeoni spoj, dva dijela trebaju imati podudarnu debljinu i odgovarajući razmak između korijena, obično 0,5 mm do 1,5 mm, kako bi se omogućilo taloženje dodatnog metala i izlazak plina iz korijena. Preciznost{5}}uklapanja je podjednako važna: kontakt treba da bude čvrst, a neusklađenost je mala, generalno ne prelazi oko 10% debljine dijela za visoko{7}}precizne strukture. Precizno postavljanje-smanjuje naprezanje i izobličenje, što zauzvrat smanjuje rizik od pucanja. Stege koje se koriste za montažu ne smeju da reaguju sa titanijumom; Stezaljke od legure bakra i nehrđajućeg čelika su uobičajeni izbor i treba ih očistiti prije upotrebe.

Metoda zavarivanja i kontrola parametara

Zavarivanje inertnim gasom volframom je radni konj za titanijum, koji nudi visok i stabilan kvalitet zavarivanja na tankim limovima i preciznim strukturama. Zavarivanje metala inertnim plinom teče brže i odgovara srednjoj do debeloj ploči, dok zavarivanje elektronskim snopom proizvodi veliki omjer dubine-prema-širine za dijelove kojima je potrebna čvrsta kontrola oblika i dimenzija, uz veću cijenu opreme. Metoda se bira na osnovu debljine, geometrije, zahtjeva za kvalitetom i stope proizvodnje, a parametri se zatim fiksiraju i bilježe.

Struja je usklađena sa debljinom i brzina kretanja je usklađena sa strujom: brzi prolaz se brzo hladi i može ostaviti nedostatak fuzije, dok spori prolaz dovodi do prekomjerne topline i grublje mikrostrukture zavara. Protok zaštitnog plina mora biti umjeren, a stvarna vrijednost ovisi o načinu zavarivanja, obliku spoja i veličini dijela.

Kontrola okoline i post{0}}tretman zavarivanja

Područje zavarivanja mora biti čisto i suho i bez prašine, strugotina i druge kontaminacije, a vlažnost okoline treba održavati što je moguće nižom. Titanijum upija vodonik tokom zavarivanja, a vlažna atmosfera povećava sadržaj vodonika u šavu, što dovodi do vodonične krtosti; odvlaživanje je standardna protumjera. Vjetar raspršuje zaštitni plin i ostavlja vrući metal nezaštićenim, tako da se za zaštitu plinskog omotača koriste zavarivački zasloni, zatvoreni prostor ili barijere zavjese oko radnog područja.

Nakon zavarivanja, šljaka, prskanje i ostali ostaci se odmah uklanjaju. TIG zavari su obično glatki, ali mogu pokazivati ​​laganu oksidacijsku nijansu koja se uklanja žičanom četkom od nehrđajućeg čelika, dok MIG zavari općenito trebaju više čišćenja zbog prskanja, a očišćeni zavari se zatim pregledavaju na površinske pore i pukotine. Preostalo naprezanje se oslobađa vakuumskim žarenjem ili žarenjem u zaštitnoj atmosferi na oko 550 stepeni do 700 stepeni, sa vremenom držanja na osnovu debljine i veličine dela praćenog polaganim hlađenjem; Mogu se koristiti i mehaničke metode kao što su šišanje ili kontrolirano istezanje, ali deformacija mora biti ograničena kako bi se sačuvala točnost dimenzija. Konačno, površina može biti zaštićena premazom otpornim na koroziju-ili hemijskom pasivizacijom koja obnavlja gusti pasivni film.

Često postavljana pitanja

P: Zašto se dijelovi od legure titana moraju očistiti prije zavarivanja?
Ulje, masnoća, prašina i vlaga se razlažu u luku i ulaze u zavar u obliku pora i inkluzija, pa se spoj očisti acetonom ili alkoholom i prebriše krpom bez dlačica-prije nego što se luk aktivira.

P: Kako se uklanja oksidni film sa titanijumskog zavarenog spoja?
Mehaničkim sredstvima kao što je brusni papir granulacije 200 do 400 ili čista četka od nehrđajućeg čelika koja se obrađuje u jednom smjeru, ili fluorovodoničnom i dušičnom kiselinom sa strogo kontroliranim vremenom i koncentracijom.

P: Koji razmak u korijenu i neusklađenost su prihvatljivi?
Razmak u korijenu čeonog spoja je obično 0,5 mm do 1,5 mm kako bi se omogućilo taloženje punila i izlazak plina, a neusklađenost se općenito održava ispod oko 10% debljine dijela.

P: Koji se TIG parametri koriste za lim od legure titanijuma od 1-2 mm?
Struja zavarivanja je normalno 80 A do 120 A, napon luka 10 V do 15 V i brzina kretanja 10 cm/min do 15 cm/min, sa vrijednostima prilagođenim stvarnom spoju i spoju.

P: Zašto je čistoća argona toliko važna pri zavarivanju titanijuma?
Titanijum apsorbuje kiseonik i azot na visokoj temperaturi, tako da čistoća zaštitnog gasa mora biti 99,99% ili viša, sa prednjim protokom od 10 L/min do 20 L/min i protokom u pozadini od 5 L/min do 10 L/min.

P: Kako se oslobađa zaostalo naprezanje nakon zavarivanja?
Vakuumskim žarenjem ili žarenjem u zaštitnoj atmosferi na oko 550 stepeni do 700 stepeni sa zadržavanjem-zasnovanim na debljini i sporim hlađenjem, ili kontrolisanim mehaničkim odvajanjem gde granice deformacije dozvoljavaju.