¿Cómo soldar titanio y su aleación?

El metal de titanio se ha utilizado para varios campos debido a sus ventajas incomparables, tales como peso ligero, alta resistencia, buena resistencia a altas y bajas temperaturas, excelente resistencia al agrietamiento y resistencia a la corrosión en cloro gaseoso húmedo. Soldar titanio plantea un desafío especialmente importante para muchos soldadores, ya que el metal en sí es bastante novedoso para la mayoría de los sectores industriales. Si bien se pueden usar muchos materiales en la soldadura, ninguno tiene la combinación de durabilidad, flexibilidad y resistencia que se encuentran en el titanio. Esta combinación de características hace que el material sea extremadamente difícil de trabajar y plantea desafíos particulares incluso para trabajadores calificados que están capacitados y experimentados en soldadura. Esto es lo que hace que la soldadura de titanio sea extremadamente exigente. Aquí discutiremos la soldadura de titanio y su aleación, si está interesado, ¡siga leyendo!

Análisis de soldabilidad

  • Fragilidad causada por la contaminación de elementos intersticiales

El titanio es un elemento químico activo a altas temperaturas. El titanio puede absorber hidrógeno rápidamente por encima de 300 ℃, absorber oxígeno rápidamente por encima de 600 ℃ y absorber nitrógeno rápidamente por encima de 700 ℃. Si no se obtiene una protección eficaz durante el proceso de enfriamiento de soldadura y posterior a la soldadura, la plasticidad disminuirá y la fragilidad aumentará. El carbono del material de titanio generalmente se controla por debajo del 0.1%, porque cuando el carbono excede su solubilidad, genera TiC duro y quebradizo con distribución de red, que es fácil de causar grietas.

  • Grieta caliente

Debido al titanio y al titanio, el contenido de impurezas de la aleación es menor, no es fácil producir grietas en caliente, que tienen requisitos de alta calidad para el alambre de soldadura, el alambre de soldadura no calificado causará grietas, capas intermedias y otros defectos, una gran cantidad de impurezas puede causar grietas en caliente en la soldadura.

  • Puede producirse un agrietamiento retardado en la zona afectada por el CALOR

Durante la soldadura, el hidrógeno de la piscina y el metal base en la zona de baja temperatura se difunden a la zona afectada por el CALOR, lo que conduce a la acumulación de hidrógeno en la zona afectada por el calor y provoca grietas en condiciones de estrés adversas.

  • Porosidad

La porosidad es el defecto más común en la soldadura de titanio y aleaciones de titanio. Generalmente es la porosidad de la soldadura y la porosidad de la línea de fusión, la porosidad generalmente se encuentra cerca de la línea de fusión cuando la energía de la línea de soldadura es mayor, pero principalmente en el área de soldadura, especialmente cuando la superficie de soldadura está contaminada por agua y aceite.

Tecnología de soldadura

  • Metodo de soldadura

Método de soldadura GTAW, conexión de corriente continua, mediante encendido de arco de alta frecuencia y atenuación de la máquina de soldadura del dispositivo de extinción de arco.

  • Material de soldadura

La selección del alambre de soldadura debe hacer que la resistencia a la tracción de la costura de soldadura no sea inferior al límite inferior de la resistencia a la tracción estándar del metal base recocido, la plasticidad y la resistencia a la corrosión de la costura de soldadura después del estado de soldadura no sea menor que el recocido metal base o similar al metal base, y la soldabilidad es buena.

La composición química de Alambre ER Ti-2 se muestra en la tabla siguiente.

Alambres de soldaduraTiFeCNO
ERTi-2Balance 0.30.10.050.0150.25
Tabla 1
  • Selección de gas protector y color de soldadura.

La pureza del argón para soldar no debe ser inferior al 99.99%, la humedad debe ser inferior a 50 ml / m³ y el punto de rocío no debe ser superior a -40 ℃. No debe utilizarse cuando la presión del argón embotellado sea inferior a 0.981MPa. El baño de soldadura y el área donde la temperatura de la superficie interna y externa de la junta de soldadura es superior a 400 ℃ están protegidos por gas argón.

Color de las juntas de soldaduraPlata Amarillo claroAmarillo oscuroPúrpura (brillo metálico)Azul (brillo metálico)Blanquecino, amarillo-blanco
Pureza del gas argón99.99%98.7%97.8%97.5%97%96%
Calidad de soldaduraAlta calidadBueno CalificadoCalificadoIncondicional Incondicional
Tabla 2
  • Preparación de soldadura

Se deben tomar medidas efectivas para evitar la disolución mutua entre el acero y el titanio en el proceso de soldadura, mantener el sitio limpio y evitar el uso de herramientas de hierro.

Procesamiento de surcos. Después de cortar el tubo de titanio, se usa la amoladora para pulir la ranura. El ángulo de la ranura es de 30 ° ± 2.5 ° en un lado y el borde romo es de 0.5 ~ 1.5 mm. El procesamiento de la ranura no debe hacer que el metal base produzca una decoloración por sobrecalentamiento. Las superficies interior y exterior de la ranura y sus lados dentro de los 25 mm se limpiarán mediante el siguiente procedimiento: pulido con máquina pulidora - pulido con rueda de papel de lija - limpieza con acetona. Limpie el alambre de soldadura con una esponja mojada en acetona y verifique cuidadosamente si hay grietas y capas intermedias cerca de la ranura del metal base y el alambre de soldadura, y espere a que el extremo seco de la ranura antes de la operación. Si no se puede soldar a tiempo, se debe usar cinta autoadhesiva y una lámina de plástico para proteger la ranura. El tiempo desde la limpieza hasta la soldadura no es más de 2 horas, los guantes de soldador deben estar limpios antes de usarlos deben limpiarse con etanol anhidro (o acetona), evite la fibra de algodón adherida a la superficie del soldador.

  • Parámetros del proceso de soldadura

espesor de pared

Capa de soldadura

Diámetro del electrodo de tungsteno

Corriente de soldadura

Diámetro del cable

El flujo de gas argón

El diámetro de la boquilla

Mango de soldadura

Arrastra la cubierta

Tubos

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

Vale la pena señalar que, bajo la condición de asegurar una buena formación de soldadura, la soldadura de energía de línea pequeña debe seleccionarse en la medida de lo posible, y la temperatura de la capa intermedia no debe ser superior a 200 ℃ para evitar que el grano crezca durante demasiado tiempo a altas temperaturas. la temperatura. El proceso de soldadura se llevará a cabo bajo la protección del argón: la boquilla del soplete de soldadura se usará para proteger el baño fundido, la cubierta de arrastre del soplete de soldadura se usará para proteger la soldadura caliente y la superficie exterior del área cercana a la junta, y la tubería se llenará con argón para proteger la costura de soldadura y la superficie interior del área cercana a la junta. Cuando se suelda la tubería de titanio de gran diámetro, el soldador utilizará una máscara de gas y una cubierta protectora de mano para proteger la parte posterior de la piscina de soldadura.

Al soldar tubos con un diámetro pequeño u orificio fijo, el papel soluble debe usarse en el lugar donde la superficie del tubo de titanio está a 150-300 mm de la ranura (se debe tomar un valor mayor según la operabilidad) para evitar el selle el papel soluble para que no se dañe por una presión excesiva en el tubo, y luego se debe llenar con gas argón para expulsar el aire del tubo. El argón debe estar completamente precargado antes de soldar, y el argón debe retrasarse después de soldar para enfriar completamente el área de alta temperatura y evitar la oxidación de la superficie.

Inspección de soldadura

El soldador debe limpiar la superficie del cordón para que tenga una buena apariencia.

El ancho debe ser de 2 mm por encima del borde de la ranura. La altura de la punta de soldadura de filete debe cumplir con los requisitos de diseño y la forma debe ser suave. La calidad de la superficie debe cumplir con los siguientes requisitos: no se permiten defectos tales como mordida en los bordes, grietas, no fusión, porosidad, inclusión de escoria y salpicaduras; Altura residual de la soldadura: cuando el grosor de la pared es inferior a 5 mm, 0 ~ 1.5 mm; Cuando el grosor de la pared es superior a 5 mm, es de 1 ~ 2 mm; La cantidad de borde escalonado en la superficie de la soldadura c no debe ser mayor al 10% del espesor de la pared ni mayor a 1 mm.

Las soldaduras del fondo deben ser inspeccionadas con penetración y se considerará que están libres de grietas y cualquier otro defecto de la superficie. Verifique el color de la superficie de cada soldadura, que indica el cambio de color de la película de óxido de la superficie a diferentes temperaturas, y sus propiedades mecánicas no son las mismas. (Ver Tabla 3) Nota: El método de decapado debe usarse para distinguir la oxidación a baja temperatura de la oxidación a alta temperatura.

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