Come saldare il titanio e le sue leghe?

Tecnologia di saldatura

• Metodo di saldatura

Metodo di saldatura GTAW, collegamento in corrente continua, utilizzando l'accensione dell'arco ad alta frequenza e l'attenuazione del dispositivo di spegnimento dell'arco di saldatura.

• Materiale di saldatura

La scelta del filo di saldatura deve far sì che la resistenza alla trazione del cordone di saldatura non sia inferiore al limite inferiore della resistenza alla trazione standard del metallo di base ricotto, che la plasticità e la resistenza alla corrosione del cordone di saldatura dopo lo stato di saldatura non siano inferiori al metallo di base ricotto o simili al metallo di base e che la saldabilità sia buona.

La composizione chimica di Filo ER Ti-2 è riportata nella tabella seguente.

Fili per saldatura	Ti	Fe	C	N	H	O
ERTi-2	Equilibrio	0.3	0.1	0.05	0.015	0.25

• Selezione del gas di protezione e del colore della saldatura

La purezza dell'argon per saldatura non deve essere inferiore a 99,99%, l'umidità deve essere inferiore a 50mL /m³ e il punto di rugiada non deve essere superiore a -40℃. Non deve essere utilizzato quando la pressione dell'argon imbottigliato è inferiore a 0,981MPa. La piscina di saldatura e l'area in cui la temperatura superficiale interna ed esterna del giunto di saldatura è superiore a 400℃ sono protette dal gas argon.

Colore dei giunti di saldatura	Argento	Giallo chiaro	Giallo scuro	Viola (lucentezza metallica)	Blu (lucentezza metallica)	Bianco sporco, bianco-giallo
Purezza del gas argon	99.99%	98.7%	97.8%	97.5%	97%	96%
Qualità della saldatura	Alta qualità	Buono	Qualificato	Qualificato	Non qualificato	Non qualificato

• Preparazione della saldatura

È necessario adottare misure efficaci per evitare la dissoluzione reciproca tra acciaio e titanio durante il processo di saldatura, mantenere il sito pulito ed evitare l'uso di utensili in ferro.

Lavorazione della scanalatura. Dopo aver tagliato il tubo di titanio, la smerigliatrice viene utilizzata per lucidare la scanalatura. L'angolo della scanalatura è di 30°±2,5° su un lato e il bordo smussato è di 0,5 ~ 1,5 mm. La lavorazione della scanalatura non deve provocare la decolorazione del metallo di base per surriscaldamento. Le superfici interne ed esterne della scanalatura e i suoi lati entro 25 mm devono essere puliti con la seguente procedura: lucidatura con macchina lucidatrice - lucidatura con ruota di carta vetrata - pulizia con acetone. Pulire il filo di saldatura con una spugna imbevuta di acetone e controllare attentamente che non vi siano crepe e intercalari in prossimità della scanalatura del metallo di base e del filo di saldatura; prima di procedere alla saldatura, attendere che la scanalatura sia asciutta. Se non è possibile eseguire la saldatura in tempo, è necessario utilizzare un nastro autoadesivo e un foglio di plastica per proteggere la scanalatura. Il tempo che intercorre tra la pulizia e la saldatura non supera le 2 ore; i guanti del saldatore devono essere puliti prima dell'uso e devono essere puliti con etanolo anidro (o acetone), evitando che la fibra di cotone si attacchi alla superficie del saldatore.

• Parametri del processo di saldatura

Spessore della parete	Strato di saldatura	Diametro dell'elettrodo di tungsteno	Corrente di saldatura	Diametro del filo	Il flusso di gas argon			Il diametro dell'ugello
					Impugnatura di saldatura	Coperchio di trascinamento	Tubo
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 notare che, al fine di garantire una buona formazione della saldatura, è necessario scegliere per quanto possibile una saldatura a piccola energia di linea e la temperatura dell'interstrato non deve essere superiore a 200℃ per evitare che il grano cresca troppo a lungo ad alta temperatura. Il processo di saldatura deve essere eseguito sotto la protezione dell'argon: l'ugello della torcia di saldatura deve essere utilizzato per proteggere il bagno fuso, la copertura di trascinamento della torcia di saldatura deve essere utilizzata per proteggere la saldatura calda e la superficie esterna della zona di giunzione vicina, e il tubo deve essere riempito di argon per proteggere il cordone di saldatura e la superficie interna della zona di giunzione vicina. Quando si salda un tubo di titanio di grande diametro, il saldatore deve utilizzare una maschera antigas e una copertura protettiva manuale per proteggere la parte posteriore del bagno di saldatura.

Quando si saldano tubi di piccolo diametro o con orifizio fisso, la carta solubile deve essere utilizzata nel punto in cui la superficie del tubo di titanio si trova a 150-300 mm di distanza dalla scanalatura (un valore maggiore deve essere preso in base all'operatività) per evitare che la carta solubile di tenuta venga danneggiata da un'eccessiva pressione nel tubo, e poi il gas argon deve essere riempito per scaricare l'aria nel tubo. L'argon deve essere completamente precaricato prima della saldatura e l'argon deve essere ritardato dopo la saldatura per raffreddare completamente l'area ad alta temperatura e prevenire l'ossidazione superficiale.

Ispezione della saldatura

Il saldatore deve pulire la superficie del cordone per ottenere un buon aspetto.

La larghezza deve essere di 2 mm oltre il bordo della scanalatura. L'altezza del cordone di saldatura deve soddisfare i requisiti di progetto e la forma deve essere liscia. La qualità della superficie deve soddisfare i seguenti requisiti: non sono ammessi difetti quali morsicatura del bordo, cricca, mancata fusione, porosità, inclusione di scorie e spruzzi; altezza residua della saldatura: quando lo spessore della parete è inferiore a 5 mm, 0 ~ 1,5 mm; quando lo spessore della parete è superiore a 5 mm, è 1 ~ 2 mm; la quantità di bordo sfalsato sulla superficie della saldatura non deve essere superiore a 10% dello spessore della parete e non superiore a 1 mm.

Le saldature di fondo devono essere ispezionate con il penetratore e devono essere considerate prive di cricche e di qualsiasi altro difetto superficiale. Controllare il colore della superficie di ogni saldatura, che indica il cambiamento di colore del film di ossido superficiale a temperature diverse, e le loro proprietà meccaniche non sono le stesse. (Nota: per distinguere l'ossidazione a bassa temperatura da quella ad alta temperatura è necessario utilizzare il metodo del decapaggio.