Come saldare il titanio e le sue leghe?

Il metallo di titanio è stato utilizzato per vari campi grazie ai suoi vantaggi senza pari, come leggerezza, alta resistenza, buona resistenza alle alte e basse temperature, eccellente resistenza alla rottura e alla corrosione nel gas di cloro umido. La saldatura del titanio rappresenta una sfida particolarmente significativa per molti saldatori poiché il metallo stesso è piuttosto nuovo per la maggior parte dei settori industriali. Mentre molti materiali possono essere utilizzati nella saldatura, nessuno ha la combinazione di durata, flessibilità e resistenza che si trova nel titanio. Questa combinazione di caratteristiche rende il materiale estremamente difficile da lavorare e pone particolari sfide anche a lavoratori qualificati, formati ed esperti nella saldatura. Questo è ciò che rende estremamente impegnativa la saldatura del titanio. Qui parleremo della saldatura del titanio e delle sue leghe, se interessati, continuate a leggere!

Analisi di saldabilità

  • Infragilimento causato da contaminazione di elementi interstiziali

Il titanio è un elemento chimico attivo alle alte temperature. Il titanio può assorbire rapidamente l'idrogeno sopra i 300 , assorbire rapidamente l'ossigeno sopra i 600 e assorbire rapidamente l'azoto sopra i 700 . Se non si ottiene una protezione efficace durante il processo di saldatura e raffreddamento post-saldatura, la plasticità diminuirà e la fragilità aumenterà. Il carbonio del materiale di titanio è generalmente controllato al di sotto dello 0.1%, perché quando il carbonio supera la sua solubilità, genera TiC duro e fragile con distribuzione a rete, che è facile da causare crepe.

  • crepa calda

A causa del titanio e del titanio, il contenuto di impurità della lega è inferiore, non è facile produrre crepe calde, che hanno requisiti di alta qualità per il filo per saldatura, il filo di saldatura non qualificato causerà crepe, strati intermedi e altri difetti, un gran numero di impurità può causare crepe di saldatura a caldo.

  • Potrebbero verificarsi fessurazioni ritardate nella zona interessata dal CALORE

Durante la saldatura, l'idrogeno nella piscina e il metallo di base nella zona a bassa temperatura si diffondono nella zona interessata dal CALORE, il che porta all'accumulo di idrogeno nella zona interessata dal calore e provoca crepe in condizioni di stress avverse.

  • Porosità

La porosità è il difetto più comune nella saldatura di titanio e leghe di titanio. Generalmente è la porosità della saldatura e la porosità della linea di fusione, la porosità si trova generalmente vicino alla linea di fusione quando l'energia della linea di saldatura è maggiore, ma principalmente nell'area di saldatura, specialmente quando la superficie di saldatura è inquinata da acqua e olio.

Tecnologia di saldatura

  • Metodo di saldatura

Metodo di saldatura GTAW, connessione a corrente continua, utilizzando l'accensione dell'arco ad alta frequenza e l'attenuazione della saldatrice del dispositivo di estinzione dell'arco.

  • Materiale di saldatura

La selezione del filo di saldatura dovrebbe fare in modo 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, la plasticità e la resistenza alla corrosione del cordone di saldatura dopo lo stato di saldatura non sono inferiori al ricotto metallo di base o simile al metallo di base e la saldabilità è buona.

La composizione chimica di Filo ER Ti-2 è mostrato nella tabella sottostante.

Fili per saldaturaTiFeCNO
ERTi-2Equilibrio0.30.10.050.0150.25
Tabella 1
  • Selezione del gas di protezione e del colore della saldatura

La purezza dell'argon per la saldatura non deve essere inferiore al 99.99%, l'umidità deve essere inferiore a 50 ml/m³ e il punto di rugiada non deve essere superiore a -40 . Non deve essere utilizzato quando la pressione dell'argon in bottiglia è inferiore a 0.981 MPa. Il bagno di saldatura e l'area in cui la temperatura superficiale interna ed esterna del giunto di saldatura è superiore a 400 sono protetti dal gas argon.

Colore dei giunti di saldaturaArgento Giallo chiaroGiallo scuroViola (lucentezza metallica)Blu (lucentezza metallica)Bianco sporco, giallo-bianco
Purezza del gas argon99.99%98.7%97.8%97.5%97%96%
Qualità della saldaturaDi alta qualitàqualcosa di buono QualificatoQualificatonon qualificato non qualificato
Tabella 2
  • Preparazione della saldatura

Dovrebbero essere prese misure efficaci per evitare la dissoluzione reciproca tra acciaio e titanio nel processo di saldatura, mantenere pulito il sito ed evitare l'uso di strumenti di ferro.

Elaborazione di scanalature. 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. L'elaborazione della scanalatura non dovrebbe causare lo scolorimento del metallo di base per surriscaldamento. Le superfici interna ed esterna della scanalatura e i suoi lati entro 25 mm devono essere puliti con la seguente procedura: lucidatura con macchina lucidatrice - lucidatura con rotella di carta vetrata - pulizia con acetone. Pulire il filo di saldatura con una spugna imbevuta di acetone e controllare attentamente se ci sono crepe e strati intermedi vicino alla scanalatura del metallo di base e al filo di saldatura e attendere l'estremità asciutta della scanalatura prima dell'operazione. Se la saldatura non può essere eseguita in tempo, utilizzare nastro adesivo e un foglio di plastica per proteggere la scanalatura. Il tempo dalla pulizia alla saldatura non è superiore a 2 ore, i guanti del saldatore devono essere puliti prima dell'uso devono essere puliti con etanolo anidro (o acetone), evitare la fibra di cotone attaccata alla superficie del saldatore.

  • Parametri del processo di saldatura

spessore parete

Strato di saldatura

Diametro dell'elettrodo di tungsteno

Corrente di saldatura

Diametro del filo

Il flusso di gas argon

Il diametro dell'ugello

Maniglia di saldatura

Trascina la copertura

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, a condizione di garantire una buona formazione della saldatura, la saldatura a energia di linea ridotta dovrebbe essere selezionata il più possibile e la temperatura intercalare non dovrebbe 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 della resistenza della torcia di saldatura deve essere utilizzata per proteggere la saldatura calda e la superficie esterna dell'area del giunto vicino e il tubo deve essere riempito di argon per proteggere il cordone di saldatura e la superficie interna dell'area di giunzione vicina. Quando viene saldato il tubo in titanio di grande diametro, il saldatore deve utilizzare una maschera antigas e una copertura protettiva portatile per proteggere la parte posteriore del bagno di saldatura.

Quando si saldano tubi con un diametro ridotto o un orifizio fisso, la carta solubile deve essere utilizzata nel punto in cui la superficie del tubo in titanio è a 150-300 mm di distanza dalla scanalatura (un valore maggiore dovrebbe essere preso in base all'operabilità) per evitare che la sigillare la carta solubile in modo che non venga danneggiata dall'eccessiva pressione nel tubo, quindi 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 di saldatura

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

La larghezza deve essere di 2 mm oltre il bordo della scanalatura. L'altezza della punta della saldatura d'angolo deve soddisfare i requisiti di progettazione e la forma deve essere liscia. La qualità della superficie deve soddisfare i seguenti requisiti: non sono ammessi difetti quali usura dei bordi, fessurazione, non fusione, porosità, inclusione di scorie e schizzi; Altezza residua della saldatura: quando lo spessore della parete è inferiore a 5 mm, 0 ~ 1.5 mm; Quando lo spessore della parete è maggiore di 5 mm, è 1 ~ 2 mm; La quantità di bordo sfalsato sulla superficie della saldatura c non deve essere maggiore del 10% dello spessore della parete e non maggiore di 1 mm.

Le saldature inferiori devono essere ispezionate con liquidi penetranti e devono essere considerate prive di crepe e altri difetti superficiali. Controllare il colore della superficie di ciascuna saldatura, che indica il cambiamento di colore del film di ossido superficiale a diverse temperature, e le loro proprietà meccaniche non sono le stesse. (Vedi Tabella 3) Nota: il metodo di decapaggio deve essere utilizzato per distinguere l'ossidazione a bassa temperatura dall'ossidazione ad alta temperatura.

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