Wie schweißt man Titan und seine Legierung?

Titanmetall wurde aufgrund seiner beispiellosen Vorteile wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit, gute Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen, hervorragende Rissbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit in nassem Chlorgas für verschiedene Bereiche verwendet. Das Schweißen von Titan stellt für viele Schweißer eine besondere Herausforderung dar, da das Metall selbst für die meisten Industriezweige relativ neu ist. Während viele Materialien beim Schweißen verwendet werden können, weist keines die Kombination aus Haltbarkeit, Flexibilität und Festigkeit auf, die bei Titan zu finden ist. Diese Eigenschaftskombination macht den Werkstoff extrem schwer zu verarbeiten und stellt selbst schweißtechnisch geschulte und erfahrene Fachkräfte vor besondere Herausforderungen. Das macht das Titanschweißen extrem anspruchsvoll. Hier besprechen wir das Schweißen von Titan und seiner Legierung, bei Interesse bitte weiterlesen!

Schweißbarkeitsanalyse

  • Versprödung durch Kontamination von Zwischengitterelementen

Titan ist bei hohen Temperaturen ein aktives chemisches Element. Titan kann über 300 schnell Wasserstoff absorbieren, über 600 Sauerstoff schnell und über 700 schnell Stickstoff absorbieren. Wird beim Schweißen und Abkühlen nach dem Schweißen kein wirksamer Schutz erreicht, nimmt die Plastizität ab und die Sprödigkeit nimmt zu. Der Kohlenstoff des Titanmaterials wird im Allgemeinen unter 0.1% kontrolliert, da der Kohlenstoff, wenn er seine Löslichkeit überschreitet, hartes und sprödes TiC mit Netzwerkverteilung erzeugt, das leicht Risse verursacht.

  • Heißer Riss

Aufgrund des Titans und Titans ist der Gehalt an Legierungsverunreinigungen geringer, es ist nicht einfach, Heißrisse zu erzeugen, die hohe Qualitätsanforderungen an die Schweißdraht, unqualifizierter Schweißdraht verursacht Risse, Zwischenschichten und andere Defekte, eine große Anzahl von Verunreinigungen kann Schweißrisse verursachen.

  • In der von der WÄRME betroffenen Zone kann es zu einer verzögerten Rissbildung kommen

Während des Schweißens diffundiert der Wasserstoff im Bad und das Grundmetall in der Niedertemperaturzone in die HEAT-Einflusszone, was zur Ansammlung von Wasserstoff in der Wärmeeinflusszone führt und unter ungünstigen Spannungsbedingungen Risse verursacht.

  • Porosität

Porosität ist der häufigste Fehler beim Schweißen von Titan und Titanlegierungen. Im Allgemeinen ist die Porosität der Schweißnaht und die Porosität der Schmelzlinie, die Porosität befindet sich im Allgemeinen in der Nähe der Schmelzlinie, wenn die Schweißlinienenergie größer ist, aber hauptsächlich im Schweißbereich, insbesondere wenn die Schweißoberfläche durch Wasser und Öl verschmutzt ist.

Schweißtechnik

  • Schweißverfahren

GTAW-Schweißverfahren, Gleichstromanschluss, mit Hochfrequenz-Lichtbogenzündung und Dämpfung des Lichtbogenlöschgeräts Schweißgerät.

  • Schweißmaterial

Bei der Auswahl des Schweißdrahtes sollte die Zugfestigkeit der Schweißnaht nicht niedriger sein als die Untergrenze der Standardzugfestigkeit des geglühten Grundmetalls, die Plastizität und Korrosionsbeständigkeit der Schweißnaht nach dem Schweißzustand ist nicht niedriger als der geglühte Grundmetall oder ähnlich dem Grundmetall, und die Schweißbarkeit ist gut.

Die chemische Zusammensetzung von ER Ti-2-Draht ist in der Tabelle unten aufgeführt.

SchweißdrähteTiFeCNO
ERTi-2Hält0.30.10.050.0150.25
Tabelle 1
  • Auswahl von Schutzgas und Schweißfarbe

Die Reinheit von Argon zum Schweißen sollte nicht unter 99.99% liegen, die Feuchtigkeit sollte weniger als 50 ml / m³ betragen und der Taupunkt sollte nicht höher als -40 ° C sein. Es sollte nicht verwendet werden, wenn der Druck von abgefülltem Argon unter 0.981 MPa liegt. Das Schweißbad und der Bereich, in dem die innere und äußere Oberflächentemperatur der Schweißverbindung höher als 400 °C ist, werden durch Argongas geschützt.

Farbe der SchweißnähteSilber HellgelbDunkelgelbViolett (metallischer Glanz)Blau (metallischer Glanz)Grauweiß, Gelbweiß
Reinheit des Argongases 99.99% 98.7% 97.8% 97.5% 97% 96%
SchweißqualitätHohe QualitätGut QualifiziertQualifiziertNicht qualifiziert Nicht qualifiziert
Tabelle 2
  • Schweißvorbereitung

Es sollten wirksame Maßnahmen ergriffen werden, um eine gegenseitige Auflösung von Stahl und Titan beim Schweißprozess zu vermeiden, die Baustelle sauber zu halten und den Einsatz von Eisenwerkzeugen zu vermeiden.

Nutbearbeitung. Nach dem Schneiden des Titanrohres wird mit dem Schleifer die Nut poliert. Der Nutwinkel beträgt 30° ± 2.5° auf einer Seite und die stumpfe Kante beträgt 0.5 ~ 1.5 mm. Durch die Bearbeitung der Nut dürfen keine Überhitzungsverfärbungen des Grundwerkstoffs entstehen. Die Innen- und Außenflächen der Nut und deren Seiten innerhalb von 25 mm sind wie folgt zu reinigen: Polieren mit einer Poliermaschine — Polieren mit einer Schleifscheibe — Reinigen mit Aceton. Reinigen Sie den Schweißdraht mit einem in Aceton getauchten Schwamm und prüfen Sie sorgfältig, ob Risse und Zwischenschichten in der Nähe der Grundmetallnut und des Schweißdrahtes vorhanden sind, und warten Sie vor dem Betrieb auf das trockene Ende der Nut. Wenn das Schweißen nicht rechtzeitig durchgeführt werden kann, sollten zum Schutz der Nut Selbstklebeband und eine Plastikfolie verwendet werden. Die Zeit von der Reinigung bis zum Schweißen beträgt nicht mehr als 2 Stunden, Schweißerhandschuhe sollten vor dem Gebrauch sauber sein, müssen mit wasserfreiem Ethanol (oder Aceton) gereinigt werden. Vermeiden Sie Baumwollfasern an der Oberfläche des Schweißers.

  • Schweißprozessparameter

Wandstärke

Schweißschicht

Wolframelektrodendurchmesser

Schweißstrom

Kabeldurchmesser

Der Argongasstrom

Der Düsendurchmesser

Schweißgriff

Abdeckung ziehen

Rohre

3-4

2

2.4

75-95

2.5

11-13

20-22

11-22

12

5-6

3

2.4

90-120

2.5

12-15

20-22

11-22

18

7-8

3-4

3.0

120-160

3.0

12-15

20-22

11-22

18

Es ist erwähnenswert, dass unter der Bedingung einer guten Schweißnahtbildung möglichst kleine Linienenergieschweißen gewählt werden sollte und die Zwischenschichttemperatur nicht höher als 200℃ sein sollte, um zu verhindern, dass das Korn bei hohen Temperaturen zu lange aufwächst Temperatur. Der Schweißprozess ist unter Argonschutz durchzuführen: die Schweißbrennerdüse dient zum Schutz des Schmelzbades, die Schweißbrenner-Schleppabdeckung dient zum Schutz der heißen Schweißnaht und der Außenfläche des Nahtbereichs und das Rohr ist mit Argon zu füllen, um die Schweißnaht und die Innenfläche des Nahtbereichs zu schützen. Beim Schweißen des Titanrohrs mit großem Durchmesser muss der Schweißer eine Gasmaske und eine Handschutzhülle verwenden, um die Rückseite des Schweißbades zu schützen.

Beim Schweißen von Rohren mit kleinem Durchmesser oder fester Öffnung sollte das lösliche Papier an der Stelle verwendet werden, an der die Oberfläche des Titanrohres 150-300 mm von der Nut entfernt ist (ein größerer Wert sollte je nach Funktionsfähigkeit gewählt werden), um die Versiegeln Sie lösliches Papier vor Beschädigung durch übermäßigen Druck in der Röhre, und dann sollte Argongas eingefüllt werden, um die Luft in der Röhre abzulassen. Argon muss vor dem Schweißen vollständig vorgeladen werden, und Argon sollte nach dem Schweißen verzögert werden, um den Hochtemperaturbereich vollständig abzukühlen und eine Oberflächenoxidation zu verhindern.

Schweißprüfung

Der Schweißer muss die Wulstoberfläche zu einem guten Aussehen reinigen.

Die Breite sollte 2 mm über dem Rand der Nut betragen. Die Höhe der Kehlnahtnaht sollte den Konstruktionsanforderungen entsprechen und die Form sollte glatt sein. Die Oberflächenqualität muss folgende Anforderungen erfüllen: Es dürfen keine Fehler wie Kantenbeißen, Risse, Nichtschmelzen, Porosität, Schlackeneinschlüsse und Spritzer zugelassen werden; Resthöhe der Schweißung: wenn die Wandstärke weniger als 5 mm beträgt, 0 ~ 1.5 mm; Wenn die Wandstärke mehr als 5 mm beträgt, beträgt sie 1 ~ 2 mm; Der Umfang der versetzten Kante an der Oberfläche der c-Schweißnaht darf nicht mehr als 10 % der Wanddicke und nicht mehr als 1 mm betragen.

Die unteren Schweißnähte müssen einer Eindringprüfung unterzogen werden und gelten als frei von Rissen und anderen Oberflächenfehlern. Überprüfen Sie die Farbe der Oberfläche jeder Schweißnaht, die die Farbänderung des Oberflächenoxidfilms bei verschiedenen Temperaturen anzeigt und ihre mechanischen Eigenschaften nicht gleich sind. (Siehe Tabelle 3) Hinweis: Das Beizverfahren sollte verwendet werden, um die Niedertemperaturoxidation von der Hochtemperaturoxidation zu unterscheiden.

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