Legure titana naširoko se koriste u zrakoplovstvu, brodogradnji, medicinskim uređajima i drugim područjima zbog svoje velike čvrstoće, niske gustoće i izvrsne otpornosti na koroziju. Međutim, zavarivanje legure titana sklono je pukotinama i drugim nedostacima, što ozbiljno utječe na kvalitetu zavarivanja i strukturna svojstva. Kako bi se ovaj problem sustavno riješio, potrebno je provoditi sveobuhvatnu kontrolu s različitih aspekata kao što su procesna zaštita, toplinska kontrola, usklađivanje materijala i predobrada zavara.
Strogo provodite postupak zaštite od zavarivanja
Legura titana ima visoku aktivnost protiv kisika, dušika, vodika i drugih plinova na visokim temperaturama, a ti će elementi stvarati krte okside, nitride i hidride kada uđu u zavar, što će rezultirati smanjenjem plastične žilavosti spoja i izazivanjem pukotina. Stoga se cijeli postupak zavarivanja mora odvijati pod zaštitom inertnog plina:
- Lokalna zaštita: mlaznice pištolja za zavarivanje velikog-promjera koriste se kako bi se osiguralo da plin argon pokrije bazen za zavarivanje i susjedne zone-pogođene toplinom, a protok zraka trebao bi biti gladak i ujednačen kako bi se izbjegle turbulencije koje uzrokuju zaplitanje zraka.
-Stražnja zaštita: Nakon zavarivanja, upotrijebite poklopac za košenje kako biste nastavili štititi argonom sve dok temperatura zavara i toplinski-pogođene zone ne padne ispod 200 stupnjeva kako biste spriječili visoko-temperaturnu oksidaciju.
-Zaštita stražnje strane: Za sučeone zavare na srednjim i teškim pločama, zračni jastuci ili zaštita od argona trebaju biti instalirani na stražnjoj strani kako bi se osiguralo da dvostrano područje oblikovanja nema onečišćenja.
Čistoća zaštitnog plina treba biti veća ili jednaka 99,99%, točka rosišta mora biti niža od -50 stupnjeva, a protok zraka u zaštićenom prostoru treba strogo kontrolirati.
Provesti termičku kontrolu procesa zavarivanja
Legura titana ima nisku toplinsku vodljivost, a nakupljanje topline zavarivanja može lako uzrokovati krupna zrna u zoni utjecaja topline-i povećati sklonost pucanju. Unos topline za zavarivanje i brzinu hlađenja potrebno je kontrolirati prisilnim hlađenjem:
- Vodom-bakrena podložna ploča: bakrena podložna ploča s rashladnim sudoperom postavljena je na stražnju stranu zavara kako bi se ubrzao prijenos topline i ograničilo vrijeme zadržavanja visoke temperature.
-Kontrolirajte temperaturu između slojeva: kod zavarivanja više slojeva i višestrukih prolaza, temperaturu između slojeva treba kontrolirati ispod 150 stupnjeva kako bi se izbjeglo stvaranje pregrijanog tkiva.
- Optimizirani parametri zavarivanja: nizak unos topline koristi se za smanjenje širine toplinski-pogođene zone uz osiguravanje prodiranja.
Razuman odabir materijala i metoda zavarivanja
Usklađivanje materijala za zavarivanje
Sastav žice za zavarivanje trebao bi biti dosljedan ili sličan osnovnom metalu, a prednost bi trebala biti odgovarajuća klasa kao što je ER Ti-6Al-4V. Za spojeve koji zahtijevaju visoku žilavost, može se koristiti nešto niža čvrstoća i bolja plastičnost za poboljšanje otpornosti na pukotine.
Izbor metode zavarivanja
-Zavarivanje zaštićenim inertnim plinom od volframa (GTAW/TIG): Prikladno za tanke, srednje i teške ploče, sa stabilnim lukom i lakim za postizanje -kvalitetnih varova. Preporuča se pulsirajuće TIG zavarivanje za dodatno smanjenje unosa topline.
-Plazma zavarivanje (PAW): pogodno za srednje i teške ploče, s koncentriranim izvorom topline i visokom učinkovitošću zavarivanja. Ako se koristi mješavina argon-vodika, sadržaj vodika treba strogo kontrolirati unutar manjeg ili jednakog 5% kako bi se spriječile pukotine uzrokovane vodikom.
-Zavarivanje laserom/elektronskim snopom: prikladno za precizne komponente, s uskom zonom-zahvaćene toplinom i malom deformacijom, ali visokom cijenom opreme, koja se mora izvoditi pod visokim vakuumom ili zaštitnom atmosferom.
Poboljšajte pripremu prije -zavarivanja i kontrolu procesa
Čišćenje i liječenje zglobova
Prije zavarivanja, površina spoja i žice za zavarivanje moraju se temeljito ukloniti s površine oksidne ljestvice, masti, vlage i drugih onečišćenja. Preporučuju se sljedeći koraci:
- Mehaničko čišćenje: Upotrijebite žičanu četku od nehrđajućeg čelika ili glodalicu za uklanjanje oksidnog filma;
- Kemijsko čišćenje: luženje otopinom dušične kiseline + fluorovodične kiseline, zatim ispiranje deioniziranom vodom i sušenje;
- Uklanjanje acetona ili alkohola.
Nakon čišćenja, zavarivanje treba završiti unutar 4 sata kako bi se izbjeglo sekundarno onečišćenje.
Pregled montaže i plinske zaštite
Montažni razmak treba biti strogo kontroliran, općenito ne veći od 0,5 mm. Prije zavarivanja, plin se prethodno-ispušta kako bi se osiguralo da zaštitni plin pokrije područje zavarivanja i da je strujanje zraka ravnomjerno. Za provjeru učinka zaštite mogu se koristiti testovi dima ili detektori kisika.
Kontrola okoline zavarivanja
Zavarivanje treba izvoditi u posebnom čistom prostoru bez vjetra, s relativnom vlagom kontroliranom ispod 60% kako bi se izbjeglo da vlaga iz okoline uđe u područje luka.
Pregled i obrada nakon-zavarivanja
Preporučuju se vizualni pregled, ispitivanje penetrantom (PT) ili ispitivanje rendgenskim zrakama (RT), a ultrazvučno ispitivanje (UT) može se nadopuniti za važne komponente. Ako je potrebno, nakon zavarivanja se provodi-žarenje bez naprezanja, temperatura žarenja je općenito 550~650 stupnjeva, a hlađenje zrakom nakon izolacije potrebno je provesti pod vakuumom ili zaštitom od argona.
Ključ kvalitete zavarivanja titana leži u kontroli cjelokupnog procesa: od čišćenja prije-vara, zaštite od plina, upravljanja unosom topline do odabira metode, specifikacije procesa moraju se strogo provoditi. Sustavnim projektiranjem procesa i kontrolom procesa, sklonost stvaranju pukotina u zavarivanju može se značajno smanjiti, a mogu se dobiti pouzdani zavareni spojevi od titanijske legure koji zadovoljavaju potrebe vrhunske-proizvodnje opreme.