Como soldar titânio e sua liga?

O titânio metálico tem sido usado em vários campos devido às suas vantagens incomparáveis, como leveza, alta resistência, boa resistência a altas e baixas temperaturas, excelente resistência a rachaduras e resistência à corrosão em cloro gasoso úmido. A soldagem de titânio representa um desafio especialmente significativo para muitos soldadores, uma vez que o metal em si é bastante novo para a maioria dos setores industriais. Embora muitos materiais possam ser usados ​​na soldagem, nenhum tem a combinação de durabilidade, flexibilidade e resistência encontradas no titânio. Esta combinação de características torna o material extremamente difícil de trabalhar e apresenta desafios particulares, mesmo para trabalhadores qualificados que são treinados e experientes em soldagem. Isso é o que torna a soldagem de titânio extremamente exigente. Aqui iremos discutir a soldagem de titânio e sua liga, se estiver interessado, por favor, continue lendo!

Análise de soldabilidade

  • Fragilização causada por contaminação de elementos intersticiais

O titânio é um elemento químico ativo em altas temperaturas. O titânio pode absorver hidrogênio rapidamente acima de 300 ℃, absorver oxigênio rapidamente acima de 600 ℃ e absorver nitrogênio rapidamente acima de 700 ℃. Se nenhuma proteção efetiva for obtida durante o processo de soldagem e resfriamento pós-soldagem, a plasticidade diminuirá e a fragilidade aumentará. O carbono do titânio geralmente é controlado abaixo de 0.1%, pois quando o carbono excede sua solubilidade, ele gera TiC duro e quebradiço com distribuição em rede, que é fácil de causar trincas.

  • Crack quente

Devido ao titânio e titânio, o teor de impurezas da liga é menor, não é fácil produzir trincas a quente, que possuem requisitos de alta qualidade para o arame de solda, o fio de solda não qualificado causará rachaduras, camadas intermediárias e outros defeitos, um grande número de impurezas pode causar rachaduras a quente na soldagem.

  • A fissuração retardada pode ocorrer na zona afetada pelo CALOR

Durante a soldagem, o hidrogênio na piscina e o metal de base na zona de baixa temperatura se difundem para a zona afetada pelo CALOR, o que leva ao acúmulo de hidrogênio na zona afetada pelo calor e causa rachaduras sob condições adversas de estresse.

  • Porosidade

A porosidade é o defeito mais comum na soldagem de titânio e ligas de titânio. Geralmente é a porosidade da solda e a porosidade da linha de fusão, a porosidade geralmente está localizada perto da linha de fusão quando a energia da linha de soldagem é maior, mas principalmente na área de soldagem, especialmente quando a superfície de soldagem está poluída por água e óleo.

Tecnologia de Soldagem

  • Método de soldagem

Método de soldagem GTAW, conexão de corrente contínua, usando ignição de arco de alta frequência e atenuação da máquina de solda de dispositivo de extinção de arco.

  • Material de soldagem

A seleção do fio de solda deve fazer com que a resistência à tração da costura de soldagem não seja inferior ao limite inferior da resistência à tração padrão do metal base recozido, a plasticidade e a resistência à corrosão da costura de soldagem após o estado de soldagem não seja inferior ao recozido metal base ou similar ao metal base, e a soldabilidade é boa.

A composição química de Fio ER Ti-2 é mostrado na tabela abaixo.

Fios de soldagemTiFeCNO
ERTi-2Equilibrar0.30.10.050.0150.25
tabela 1
  • Seleção de gás de proteção e cor de solda

A pureza do argônio para soldagem não deve ser inferior a 99.99%, a umidade deve ser inferior a 50mL / m³ e o ponto de orvalho não deve ser superior a -40 ℃. Não deve ser usado quando a pressão do argônio engarrafado for inferior a 0.981 MPa. A piscina de soldagem e a área onde a temperatura da superfície interna e externa da junta de soldagem é superior a 400 ℃ são protegidas por gás argônio.

Cor das juntas de soldaSilver Luz amarelaAmarelo escuroRoxo (brilho metálico)Azul (brilho metálico)Branco esbranquiçado, branco-amarelado
Pureza do gás argônio99.99%98.7%97.8%97.5%97%96%
Qualidade de soldagemAlta qualidadebom QualificadoQualificadoNão qualificados Não qualificados
tabela 2
  • Preparação de Solda

Medidas eficazes devem ser tomadas para evitar a dissolução mútua entre o aço e o titânio no processo de soldagem, manter o local limpo e evitar o uso de ferramentas de ferro.

Processamento do Groove. Depois de cortar o tubo de titânio, o moedor é usado para polir a ranhura. O ângulo da ranhura é de 30 ° ± 2.5 ° de um lado e a borda romba é de 0.5 ~ 1.5 mm. O processamento da ranhura não deve fazer com que o metal base produza descoloração por superaquecimento. As superfícies interna e externa da ranhura e suas laterais dentro de 25mm devem ser limpas pelo seguinte procedimento: polimento com máquina de polimento - polimento com roda de lixa - limpeza com acetona. Limpe o fio de solda com uma esponja embebida em acetona e verifique cuidadosamente se há rachaduras e camadas intermediárias perto da ranhura de metal base e do fio de solda e aguarde a extremidade seca da ranhura antes da operação. Se a soldagem não puder ser feita a tempo, deve-se usar fita adesiva e uma folha de plástico para proteger a ranhura. O tempo desde a limpeza até a soldagem não é superior a 2 horas, as luvas do soldador devem ser limpas antes do uso devem ser limpas com etanol anidro (ou acetona), evite fibras de algodão grudadas na superfície do soldador.

  • Parâmetros do processo de soldagem

espessura da parede

Camada de soldagem

Diâmetro do eletrodo de tungstênio

Corrente de soldagem

diâmetro do fio

O fluxo de gás argônio

O diâmetro do bico

Cabo de soldagem

Cobertura de arrasto

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

É importante notar que, sob a condição de garantir uma boa formação de solda, a soldagem por energia de linha pequena deve ser selecionada tanto quanto possível, e a temperatura da camada intermediária não deve ser superior a 200 ℃ para evitar que o grão cresça por muito tempo em alta temperatura. O processo de soldagem deve ser realizado sob a proteção de argônio: o bico da tocha de soldagem deve ser usado para proteger a poça fundida, a cobertura de arrasto da tocha de soldagem deve ser usada para proteger a solda a quente e a superfície externa da área próxima da junta, e o tubo deve ser preenchido com argônio para proteger a costura de soldagem e a superfície interna da área da junta próxima. Quando o tubo de titânio de grande diâmetro é soldado, o soldador deve usar uma máscara de gás e uma capa protetora manual para proteger a parte traseira da piscina de soldagem.

Ao soldar tubos de pequeno diâmetro ou orifício fixo, o papel solúvel deve ser utilizado no local onde a superfície do tubo de titânio está 150-300mm distante da ranhura (um valor maior deve ser tomado de acordo com a operabilidade) para evitar que selar papel solúvel de ser danificado por pressão excessiva no tubo e, em seguida, gás argônio deve ser preenchido para exaurir o ar no tubo. O argônio deve ser totalmente pré-carregado antes da soldagem e o argônio deve ser atrasado após a soldagem para resfriar totalmente a área de alta temperatura e evitar a oxidação da superfície.

Inspeção de soldagem

O soldador deve limpar a superfície do cordão com uma boa aparência.

A largura deve ser de 2 mm além da borda da ranhura. A altura da ponta de solda em ângulo deve atender aos requisitos do projeto e a forma deve ser suave. A qualidade da superfície deve atender aos seguintes requisitos: não são permitidos defeitos como mordedura de borda, trinca, não fusão, porosidade, inclusão de escória e respingo; Altura residual da solda: quando a espessura da parede é inferior a 5 mm, 0 ~ 1.5 mm; Quando a espessura da parede é maior que 5 mm, é 1 ~ 2 mm; A quantidade de borda escalonada na superfície da solda c não deve ser maior que 10% da espessura da parede e não maior que 1 mm.

As soldas de fundo devem ser inspecionadas por penetrante e devem ser consideradas livres de rachaduras e quaisquer outros defeitos de superfície. Verifique a cor da superfície de cada solda, que indica a mudança de cor do filme de óxido superficial em diferentes temperaturas, e suas propriedades mecânicas não são as mesmas. (Ver Tabela 3) Nota: O método de decapagem deve ser usado para distinguir a oxidação a baixa temperatura da oxidação a alta temperatura.

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