Titanyum ve alaşımları nasıl kaynaklanır?

Titanyum metali, hafiflik, yüksek mukavemet, yüksek ve düşük sıcaklığa karşı iyi direnç, mükemmel çatlak direnci ve ıslak klor gazında korozyon direnci gibi benzersiz avantajları nedeniyle çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Titanyum kaynağı birçok kaynakçı için özellikle önemli bir zorluk teşkil eder, çünkü metalin kendisi çoğu endüstriyel sektör için oldukça yenidir. Kaynakta birçok malzeme kullanılabilirken, hiçbiri titanyumda bulunan dayanıklılık, esneklik ve güç kombinasyonuna sahip değildir. Bu özelliklerin kombinasyonu, malzemeyle çalışmayı son derece zorlaştırır ve kaynak konusunda eğitimli ve deneyimli vasıflı işçiler için bile belirli zorluklar ortaya çıkarır. Titanyum kaynağını son derece zorlu kılan da budur. Burada titanyum ve alaşımlarının kaynağını tartışacağız, eğer ilgileniyorsanız lütfen okumaya devam edin!

Kaynaklanabilirlik analizi

  • İnterstisyel elementlerin kontaminasyonundan kaynaklanan gevrekleşme

Titanyum yüksek sıcaklıklarda aktif bir kimyasal elementtir. Titanyum 300°C'nin üzerinde hızla hidrojen emebilir, 600°C'nin üzerinde hızla oksijen emebilir ve 700°C'nin üzerinde hızla nitrojen emebilir. Kaynak ve kaynak sonrası soğutma işlemi sırasında etkili bir koruma elde edilmezse, plastisite azalacak ve kırılganlık artacaktır. Titanyum malzemenin karbonu genellikle 0.1%'nin altında kontrol edilir, çünkü karbon çözünürlüğünü aştığında, çatlaklara neden olması kolay olan ağ dağılımına sahip sert ve kırılgan TiC oluşturur.

  • Sıcak çatlak

Titanyum ve titanyum nedeniyle, alaşım safsızlık içeriği daha azdır, sıcak çatlaklar üretmek kolay değildir, bu da yüksek kalite gereksinimlerine sahiptir. kaynak teliKalifiye olmayan kaynak teli çatlaklara, ara katmanlara ve diğer kusurlara neden olur, çok sayıda kirlilik kaynak sıcak çatlaklarına neden olabilir.

  • ISIdan etkilenen bölgede gecikmeli çatlama meydana gelebilir

Kaynak sırasında, havuzdaki ve düşük sıcaklık bölgesindeki ana metaldeki hidrojen, ısıdan etkilenen bölgeye yayılır, bu da ısıdan etkilenen bölgede hidrojen birikmesine yol açar ve olumsuz stres koşulları altında çatlaklara neden olur.

  • Gözeneklilik

Gözeneklilik, titanyum ve titanyum alaşımlarının kaynağında en yaygın kusurdur. Genel olarak kaynak porozitesi ve füzyon hattı porozitesidir, porozite genellikle kaynak hattı enerjisi daha büyük olduğunda füzyon hattının yakınında bulunur, ancak özellikle kaynak yüzeyi su ve yağ ile kirlendiğinde esas olarak kaynak alanında bulunur.

Kaynak Teknolojisi

  • Kaynak yöntemi

GTAW kaynak yöntemi, doğru akım bağlantısı, yüksek frekanslı ark ateşleme ve ark söndürme cihazı kaynak makinesinin zayıflatılmasını kullanarak.

  • Kaynak malzemesi

Kaynak teli seçimi, kaynak dikişinin gerilme mukavemetinin tavlanmış ana metalin standart gerilme mukavemetinin alt sınırından daha düşük olmamasını, kaynak sonrası kaynak dikişinin plastisite ve korozyon direncinin tavlanmış ana metalden daha düşük olmamasını veya ana metale benzer olmasını ve kaynaklanabilirliğin iyi olmasını sağlamalıdır.

Kimyasal bileşimi ER Ti-2 tel aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Kaynak telleriTiFeCNO
ERTi-2Denge0.30.10.050.0150.25
Tablo 1
  • Koruyucu gaz ve kaynak rengi seçimi

Kaynak için argonun saflığı 99.99%'den düşük olmamalı, nem 50mL /m³'den az olmalı ve çiğlenme noktası -40 ℃'den yüksek olmamalıdır. Şişelenmiş argon basıncı 0.981MPa'dan düşük olduğunda kullanılmamalıdır. Kaynak havuzu ve kaynak bağlantısının iç ve dış yüzey sıcaklığının 400 ℃'den yüksek olduğu alan argon gazı ile korunur.

Kaynak bağlantıları rengiGümüş Açık sarıKoyu sarıMor (metalik parlaklık)Mavi (metalik parlaklık)Kirli beyaz, sarı-beyaz
Argon gazı saflığı99.99%98.7%97.8%97.5%97%96%
Kaynak kalitesiYüksek kaliteİyi NitelikliNitelikliNiteliksiz Niteliksiz
Tablo 2
  • Kaynak Hazırlığı

Kaynak işleminde çelik ve titanyum arasında karşılıklı çözünmeyi önlemek, sahayı temiz tutmak ve demir aletler kullanmaktan kaçınmak için etkili önlemler alınmalıdır.

Yiv işleme. Titanyum boru kesildikten sonra, öğütücü oluğu parlatmak için kullanılır. Oluk Açısı bir tarafta 30 ° ± 2.5 ° ve künt kenar 0.5 ~ 1.5 mm'dir. Yivin işlenmesi, ana metalin aşırı ısınma renk değişikliği üretmesine neden olmamalıdır. Yivin iç ve dış yüzeyleri ve 25 mm içindeki kenarları aşağıdaki prosedürle temizlenmelidir: parlatma makinesi ile parlatma - zımpara kağıdı tekerleği ile parlatma - aseton ile temizleme. Kaynak telini asetona batırılmış bir süngerle temizleyin ve ana metal oluğunun ve kaynak telinin yakınında çatlaklar ve ara katmanlar olup olmadığını dikkatlice kontrol edin ve işlemden önce oluğun kuru ucunu bekleyin. Kaynak zamanında yapılamazsa, oluğu korumak için kendinden yapışkanlı bant ve plastik bir tabaka kullanılmalıdır. Temizlikten kaynağa kadar geçen süre 2 saatten fazla değildir, kaynakçı eldivenleri kullanılmadan önce temiz olmalıdır, susuz etanol (veya aseton) ile temizlenmelidir, kaynakçının yüzeyine pamuk lifi yapışmasını önleyin.

  • Kaynak işlemi parametreleri

Duvar kalınlığı

Kaynak katmanı

Tungsten elektrot çapı

Kaynak akımı

Tel çapı

Argon gazı akışı

Nozul çapı

Kaynak kolu

Sürükleme kapağı

Tüp

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

İyi kaynak oluşumunun sağlanması koşulu altında, mümkün olduğunca küçük hat enerji kaynağının seçilmesi ve tanenin yüksek sıcaklıkta çok uzun süre büyümesini önlemek için ara katman sıcaklığının 200 ℃'den yüksek olmaması gerektiğini belirtmek gerekir. Kaynak işlemi argon koruması altında gerçekleştirilmelidir: erimiş havuzu korumak için kaynak torçu nozulu kullanılmalı, sıcak kaynağı ve yakın bağlantı alanının dış yüzeyini korumak için kaynak torçu sürükleme kapağı kullanılmalı ve kaynak dikişini ve yakın bağlantı alanının iç yüzeyini korumak için boru argon ile doldurulmalıdır. Büyük çaplı titanyum boru kaynaklandığında, kaynakçı kaynak havuzunun arkasını korumak için bir gaz maskesi ve elle tutulan bir koruyucu örtü kullanmalıdır.

Küçük çaplı veya sabit delikli tüpleri kaynaklarken, conta çözünür kağıdının tüpteki aşırı basınçtan zarar görmesini önlemek için titanyum tüpün yüzeyinin oluktan 150-300 mm uzakta olduğu yerde (çalışabilirliğe göre daha büyük bir değer alınmalıdır) çözünür kağıt kullanılmalı ve ardından tüpteki havayı boşaltmak için argon gazı doldurulmalıdır. Argon, kaynaktan önce tamamen önceden şarj edilmeli ve yüksek sıcaklık alanını tamamen soğutmak ve yüzey oksidasyonunu önlemek için argon kaynaktan sonra geciktirilmelidir.

Kaynak denetimi

Kaynakçı, boncuk yüzeyini iyi bir görünüm elde edecek şekilde temizlemelidir.

Genişlik, oluğun kenarından 2 mm fazla olmalıdır. İç köşe kaynak ucunun yüksekliği tasarım gereksinimlerini karşılamalı ve şekli düzgün olmalıdır. Yüzey kalitesi aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: kenar ısırma, çatlak, füzyonsuzluk, gözeneklilik, cüruf katılması ve sıçrama gibi kusurlara izin verilmez; Kaynak kalıntı yüksekliği: duvar kalınlığı 5 mm'den az olduğunda, 0 ~ 1.5 mm; Duvar kalınlığı 5 mm'den büyük olduğunda, 1 ~ 2 mm; Kaynak yüzeyindeki kademeli kenar miktarı, duvar kalınlığının 10%'sinden büyük olmamalı ve 1 mm'den büyük olmamalıdır.

Alt kaynaklar penetrant muayenesine tabi tutulacak ve çatlak ve diğer yüzey kusurlarından arındırılmış olduğu kabul edilecektir. Farklı sıcaklıklarda yüzey oksit filminin renk değişimini gösteren her bir kaynağın yüzeyinin rengini kontrol edin ve mekanik özellikleri aynı değildir. (Bkz. Tablo 3) Not: Düşük sıcaklıktaki oksidasyonu yüksek sıcaklıktaki oksidasyondan ayırmak için asitleme yöntemi kullanılmalıdır.