Titanijumske legure se široko koriste u vazduhoplovstvu, brodogradnji, medicinskim uređajima i drugim poljima zbog svoje visoke čvrstoće, male gustine i odlične otpornosti na koroziju. Međutim, zavarivanje legura titanijuma je sklono pucanju i drugim defektima, koji ozbiljno utiču na kvalitet zavarivanja i strukturna svojstva. Da bi se ovaj problem sistemski riješio, potrebno je izvršiti sveobuhvatnu kontrolu sa različitih aspekata kao što su zaštita procesa, termička kontrola, usklađivanje materijala i predobrada zavara.
Strogo provodite proces zaštite od zavarivanja
Legura titana ima visoku aktivnost prema kisiku, dušiku, vodiku i drugim plinovima na visokim temperaturama, a ovi elementi će formirati krhke okside, nitride i hidride prilikom prodora u zavar, što će rezultirati smanjenjem plastične žilavosti spoja i izazivanjem pukotina. Stoga se cijeli proces zavarivanja mora izvoditi pod zaštitom inertnog plina:
- Lokalna zaštita: mlaznice pištolja za zavarivanje velikog-promjera se koriste kako bi se osiguralo da plin argon pokrije bazen za zavarivanje i susjedne zone-zahvaćene toplinom, a protok zraka treba da bude gladak i ujednačen kako bi se izbjegla turbulencija koja uzrokuje zaplitanje zraka.
-Zaštita sa stražnje strane: Nakon zavarivanja, koristite haubu za košenje da nastavite zaštitu od argona sve dok temperatura zavarenog -zahvaćenog područja ne padne ispod 200 stepeni kako biste spriječili oksidaciju pri visokim{3}}ima.
-Zaštita leđa: Za sučeone zavare na srednjim i teškim pločama, zračne jastuke ili zaštitu od argona treba postaviti na stražnjoj strani kako bi se osiguralo da dvostrano -oblast za formiranje nije zagađena.
Čistoća zaštitnog gasa treba da bude veća ili jednaka 99,99%, tačka rose treba da bude manja od -50 stepeni, a protok vazduha u zaštićenom prostoru treba da bude strogo kontrolisan.
Implementirati kontrolu termičkog procesa zavarivanja
Legura titanijuma ima nisku toplotnu provodljivost, a akumulacija toplote zavarivanja može lako da izazove gruba zrna u zoni -zahvaćenoj toplotom i poveća sklonost pucanju. Unos topline zavarivanja i brzina hlađenja treba kontrolirati prisilnim hlađenjem:
- Vodom hlađena bakarna podloga: Bakrena pozadinska ploča sa umivaonikom za hlađenje postavljena je na poleđini šava kako bi se ubrzao izvoz topline i ograničilo vrijeme zadržavanja na visokoj temperaturi.
-Kontrolirajte temperaturu između slojeva: Prilikom zavarivanja više slojeva i više prolaza, temperaturu između slojeva treba kontrolisati ispod 150 stepeni kako bi se izbjeglo stvaranje pregrijanog tkiva.
- Optimizirani parametri zavarivanja: Nizak unos topline se koristi za smanjenje širine zone{1}}zahvaćene toplinom uz osiguravanje penetracije.
Razuman izbor materijala i metoda zavarivanja
Usklađivanje materijala za zavarivanje
Sastav žice za zavarivanje treba da bude konzistentan ili sličan osnovnom metalu, a treba dati prednost odgovarajućim razredima kao što je ER Ti-6Al-4V. Za spojeve koji zahtijevaju veliku žilavost, može se koristiti nešto manja čvrstoća i bolja plastičnost za poboljšanje otpornosti na pucanje.
Izbor metode zavarivanja
-Zavarivanje zaštićenim inertnim gasom od volframa (GTAW/TIG): Pogodno za tanke, srednje i teške ploče, sa stabilnim lukom i lako za postizanje -kvalitetnih zavara. Impulsno TIG zavarivanje se preporučuje kako bi se dodatno smanjio unos topline.
-Plazma lučno zavarivanje (PAW): pogodno za srednje i teške ploče, sa koncentrisanim izvorom toplote i visokom efikasnošću zavarivanja. Ako se koristi mješavina argona-vodonika, sadržaj vodonika treba strogo kontrolirati unutar manje od ili jednako 5% kako bi se spriječile pukotine uzrokovane vodonikom.
-Zavarivanje laserom/elektronskim snopom: pogodno za precizne komponente, sa uskom zonom{1}}zahvaćenom toplotom i malim deformacijama, ali visokim troškovima opreme, koja se mora izvoditi pod visokim vakuumom ili zaštitnom atmosferom.
Poboljšajte pripremu za{0}zavarivanje i kontrolu procesa
Čišćenje i tretman zglobova
Prije zavarivanja, površina spoja i žice za zavarivanje moraju se temeljito ukloniti s površine oksidnog kamenca, masnoće, vlage i drugih zagađivača. Preporučuju se sljedeći koraci:
- Mehaničko čišćenje: Koristite žičanu četku od nehrđajućeg čelika ili glodalicu za uklanjanje oksidnog filma;
- Hemijsko čišćenje: kiseljenje rastvorom azotne + fluorovodonične kiseline, zatim ispiranje dejonizovanom vodom i sušenje;
- Skidanje acetona ili alkohola.
Nakon čišćenja, zavarivanje treba završiti u roku od 4 sata kako bi se izbjeglo sekundarno zagađenje.
Montaža i inspekcija zaštite od gasa
Montažni razmak treba strogo kontrolirati, uglavnom ne veći od 0,5 mm. Prije zavarivanja, plin se prethodno-ispušta kako bi se osiguralo da zaštitni plin pokriva područje zavarivanja i da je protok zraka ujednačen. Testovi dima ili detektori kiseonika mogu se koristiti za provjeru učinka zaštite.
Kontrola okruženja zavarivanja
Zavarivanje treba izvoditi u čistom, posebnom prostoru bez vjetra, s relativnom vlažnošću zraka kontroliranom ispod 60% kako bi se izbjeglo da vlaga iz okoline uđe u područje luka.
Pregled i tretman nakon{0}zavarivanja
Preporučuju se vizuelna inspekcija, ispitivanje penetrantima (PT) ili X- inspekcija (RT), a ultrazvučno testiranje (UT) se može dopuniti za važne komponente. Ako je potrebno, žarenje-bez naprezanja se izvodi nakon zavarivanja, temperatura žarenja je općenito 550~650 stepeni, a hlađenje zrakom nakon izolacije treba obaviti pod vakuumom ili argonom zaštitom.
Ključ kvaliteta zavarivanja titanijuma leži u kontroli cijelog procesa: od pred-čišćenja zavarivanja, zaštite od plina, upravljanja unosom topline do odabira metode, specifikacije procesa moraju se striktno provoditi. Sistematskim projektiranjem procesa i kontrolom procesa, sklonost zavarivanju pukotina može se značajno smanjiti, a pouzdani zavareni spojevi od legure titanijuma mogu se dobiti kako bi se zadovoljile potrebe vrhunske{2}}proizvodnje opreme.