Titano lydiniai dėl didelio stiprumo, mažo tankio ir puikaus atsparumo korozijai plačiai naudojami aviacijos erdvėje, laivų statyboje, medicinos prietaisuose ir kitose srityse. Tačiau titano lydinio suvirinimas yra linkęs į įtrūkimus ir kitus defektus, kurie rimtai veikia suvirinimo kokybę ir konstrukcines savybes. Norint sistemingai išspręsti šią problemą, būtina atlikti visapusišką kontrolę įvairiais aspektais, tokiais kaip proceso apsauga, terminė kontrolė, medžiagų derinimas ir išankstinis suvirinimo apdorojimas.
Griežtai įgyvendinkite suvirinimo apsaugos procesą
Titano lydinys turi didelį aktyvumą prieš deguonį, azotą, vandenilį ir kitas dujas esant aukštai temperatūrai, o šie elementai, įsiskverbdami į suvirinimo siūlę, sudarys trapius oksidus, nitridus ir hidridus, todėl sumažės jungties plastiškumas ir atsiranda įtrūkimų. Todėl visas suvirinimo procesas turi būti atliekamas naudojant inertinių dujų apsaugą:
- Vietinė apsauga: didelio-skersmens suvirinimo pistoleto antgaliai naudojami siekiant užtikrinti, kad argono dujos padengtų suvirinimo baseiną ir gretimas šilumos-paveiktas zonas, o oro srautas turi būti sklandus ir vienodas, kad būtų išvengta turbulencijos, sukeliančios oro įsipainiojimą.
-Galinė apsauga: po suvirinimo naudokite pjovimo gaubtą, kad tęstumėte apsaugą nuo argono, kol suvirinimo ir karščio paveiktos zonos temperatūra nukris žemiau 200 laipsnių, kad išvengtumėte oksidacijos aukštoje temperatūroje{3}}.
-Nugaros apsauga: suvirinant sandūrines vidutines ir sunkias plokštes, gale turi būti sumontuotos oro pagalvės arba apsauga nuo argono, kad būtų užtikrinta, jog dvipusis{1}}formavimo plotas nebūtų užterštas.
Apsauginių dujų grynumas turi būti didesnis arba lygus 99,99%, rasos taškas turi būti mažesnis nei -50 laipsnių, o oro srautas saugomoje zonoje turi būti griežtai kontroliuojamas.
Įdiegti suvirinimo terminio proceso kontrolę
Titano lydinio šilumos laidumas yra mažas, o dėl suvirinimo šilumos kaupimosi karščio paveiktoje zonoje{0}} gali lengvai susidaryti šiurkštūs grūdeliai ir padidėti polinkis įtrūkti. Suvirinimo šilumos tiekimas ir aušinimo greitis turi būti kontroliuojami priverstiniu vėsinimu:
- Vandeniu aušinama varinė atraminė plokštė: varinė atraminė plokštė su aušinimo kriaukle yra užpakalinėje suvirinimo siūlės dalyje, kad paspartintų šilumos eksportą ir apribotų aukštoje temperatūroje išlikimo laiką.
-Kontroliuokite temperatūrą tarp sluoksnių: suvirinant kelis sluoksnius ir kelis kartus, temperatūra tarp sluoksnių turi būti žemesnė nei 150 laipsnių, kad nesusidarytų perkaitęs audinys.
- Optimizuoti suvirinimo parametrai: mažas šilumos įvedimas naudojamas siekiant sumažinti -šilumos paveiktos zonos plotį ir užtikrinti prasiskverbimą.
Protingas suvirinimo medžiagų ir metodų pasirinkimas
Suvirinimo medžiagų derinimas
Suvirinimo vielos sudėtis turi atitikti arba panaši į netauriųjų metalų, todėl pirmenybė turėtų būti teikiama atitinkamoms rūšims, pvz., ER Ti-6Al-4V. Sujungimams, kuriems reikalingas didelis tvirtumas, gali būti naudojamas šiek tiek mažesnis stiprumas ir geresnis plastiškumas, siekiant pagerinti atsparumą įtrūkimams.
Suvirinimo metodo pasirinkimas
-Volframo inertinėmis dujomis apsaugotas suvirinimas (GTAW/TIG): tinka plonoms, vidutinėms ir sunkioms plokštėms, turi stabilų lanką ir lengvai atliekamos aukštos-kokybės suvirinimo siūlės. Norint dar labiau sumažinti šilumos kiekį, rekomenduojamas impulsinis TIG suvirinimas.
-Plazminis lankinis suvirinimas (PAW): tinka vidutinėms ir sunkioms plokštėms, su koncentruotu šilumos šaltiniu ir dideliu suvirinimo efektyvumu. Jei naudojamas argono -vandenilio mišinys, vandenilio kiekis turi būti griežtai kontroliuojamas ne daugiau kaip 5 %, kad būtų išvengta vandenilio sukeliamų įtrūkimų.
-Suvirinimas lazeriu / elektroniniu pluoštu: tinka tiksliems komponentams, turintiems siaurą -šilumos paveiktą zoną ir mažą deformaciją, tačiau brangi įranga, kurią reikia atlikti esant dideliam vakuumui arba apsauginei atmosferai.
Pagerinkite pasirengimą-suvirinimui ir proceso valdymą
Sąnarių valymas ir gydymas
Prieš suvirinimą, siūlės ir suvirinimo vielos paviršius turi būti kruopščiai nuvalytas nuo oksidų apnašų, riebalų, drėgmės ir kitų teršalų paviršiaus. Rekomenduojami šie veiksmai:
- Mechaninis valymas: naudokite nerūdijančio plieno vielinį šepetį arba frezą, kad pašalintumėte oksido plėvelę;
- Cheminis valymas: ėsdinimas azoto rūgštimi + vandenilio fluorido rūgšties tirpalu, tada nuplovimas dejonizuotu vandeniu ir džiovinimas;
- Acetono arba alkoholio nugriebimas.
Po valymo suvirinimas turi būti baigtas per 4 valandas, kad būtų išvengta antrinės taršos.
Surinkimo ir dujų apsaugos patikra
Surinkimo tarpas turi būti griežtai kontroliuojamas, paprastai ne didesnis kaip 0,5 mm. Prieš suvirinant dujos išleidžiamos iš anksto, kad būtų užtikrinta, jog apsauginės dujos padengtų suvirinimo vietą ir oro srautas būtų vienodas. Apsaugos efektui patikrinti galima naudoti dūmų testus arba deguonies detektorius.
Suvirinimo aplinkos kontrolė
Suvirinimas turi būti atliekamas švarioje, nevėjuotoje specialioje vietoje, kur santykinė oro drėgmė turi būti mažesnė nei 60%, kad aplinkos drėgmė nepatektų į lanko zoną.
Po{0}}suvirinimo patikrinimas ir apdorojimas
Rekomenduojama atlikti vizualią apžiūrą, skvarbumo testą (PT) arba rentgeno spindulių patikrinimą (RT), o ultragarsu (UT) galima atlikti svarbius komponentus. Jei reikia, po suvirinimo atliekamas atkaitinimas be įtempių, atkaitinimo temperatūra paprastai yra 550–650 laipsnių, o oro aušinimas po izoliacijos turi būti atliekamas naudojant vakuumo arba argono apsaugą.
Raktas į titano suvirinimo kokybę slypi viso proceso kontrolėje: nuo išankstinio suvirinimo valymo, apsaugos nuo dujų, šilumos įvedimo valdymo iki metodo pasirinkimo – turi būti griežtai laikomasi proceso specifikacijų. Sistemingai projektuojant ir kontroliuojant procesą, galima žymiai sumažinti polinkį į suvirinimo įtrūkimus ir gauti patikimų titano lydinio suvirintų jungčių, kurios atitiktų aukščiausios klasės įrangos gamybos poreikius.