Titanlegeringer er mye brukt i romfart, skipsbygging, medisinsk utstyr og andre felt på grunn av deres høye styrke, lave tetthet og utmerkede korrosjonsbestandighet. Imidlertid er sveising av titanlegering utsatt for sprekker og andre defekter, som alvorlig påvirker sveisekvaliteten og strukturelle egenskaper. For å løse dette problemet systematisk er det nødvendig å gjennomføre omfattende kontroll fra ulike aspekter som prosessbeskyttelse, termisk kontroll, materialtilpasning og sveiseforbehandling.
Implementer sveisebeskyttelsesprosessen strengt
Titanlegering har høy aktivitet mot oksygen, nitrogen, hydrogen og andre gasser ved høye temperaturer, og disse elementene vil danne sprø oksider, nitrider og hydrider når de invaderer sveisen, noe som resulterer i en reduksjon i den plastiske seigheten til skjøten og induserer sprekker. Derfor må hele sveiseprosessen utføres under beskyttelse av inertgass:
- Lokal beskyttelse: Sveisepistoldyser med stor-diameter brukes for å sikre at argongass dekker sveisebassenget og tilstøtende varme-berørte soner, og luftstrømmen skal være jevn og jevn for å unngå turbulens som forårsaker sammenfiltring av luft.
-Bakbeskyttelse: Etter sveising, bruk en klippehette for å fortsette argonbeskyttelsen til temperaturen på sveisen og den varme-berørte sonen faller under 200 grader for å forhindre høy-temperaturoksidasjon.
-Ryggbeskyttelse: For stumpsveising på middels og tunge plater bør luftputer eller argonbeskyttelse monteres på baksiden for å sikre at det dobbeltsidige formingsområdet er fritt for forurensning.
Renheten til beskyttelsesgassen bør være større enn eller lik 99,99 %, duggpunktet bør være mindre enn -50 grader, og luftstrømningshastigheten i det beskyttede området bør kontrolleres strengt.
Implementer sveisetermisk prosesskontroll
Titanlegering har lav varmeledningsevne, og akkumulering av sveisevarme kan lett forårsake grove korn i den varme-berørte sonen og øke tendensen til å sprekke. Sveisevarmetilførsel og kjølehastighet må kontrolleres av tvungen kjøling:
- Vann-avkjølt kobberstøtteplate: En kobberstøtteplate med en kjølevask er satt på baksiden av sveisen for å akselerere varmeeksporten og begrense oppholdstiden ved høy temperatur.
-Kontroller temperaturen mellom lag: Når du sveiser flere lag og flere gjennomføringer, bør temperaturen mellom lagene kontrolleres under 150 grader for å unngå dannelse av overopphetet vev.
- Optimaliserte sveiseparametere: Lav varmetilførsel brukes til å redusere bredden på den varme-berørte sonen samtidig som penetrering sikres.
Rimelig utvalg av sveisematerialer og -metoder
Matching av sveisemateriale
Sammensetningen av sveisetråden bør være i samsvar med eller lik basismetallet, og matchende kvaliteter som ER Ti-6Al-4V bør foretrekkes. For skjøter som krever høy seighet kan en litt lavere styrke og bedre plastisitet brukes for å forbedre motstanden mot sprekker.
Valg av sveisemetode
-Tungsten inert gass shielded sveising (GTAW/TIG): Egnet for tynne og middels og tunge plater, med stabil bue og sveiser av høy-kvalitet som er lett å oppnå. Pulserende TIG-sveising anbefales for å redusere varmetilførselen ytterligere.
-Plasmabuesveising (PAW): egnet for mellomstore og tunge plater, med konsentrert varmekilde og høy sveiseeffektivitet. Hvis argon-hydrogenblanding brukes, bør hydrogeninnholdet kontrolleres strengt innenfor mindre enn eller lik 5 % for å forhindre sprekker forårsaket av hydrogen.
-Lasersveising/elektronstrålesveising: egnet for presisjonskomponenter, med en smal varmepåvirket-sone og liten deformasjon, men høye utstyrskostnader, som må utføres under høyt vakuum eller beskyttende atmosfære.
Forbedre pre-sveiseforberedelse og prosesskontroll
Fugerens og behandling
Før sveising må overflaten av skjøten og sveisetråden fjernes grundig fra overflaten av oksidskalaen, fett, fuktighet og andre forurensninger. Følgende trinn anbefales:
- Mekanisk rengjøring: Bruk en stålbørste eller fresing av rustfritt stål for å fjerne oksidfilmen.
- Kjemisk rengjøring: beising med salpetersyre + flussyreløsning, deretter skylling med avionisert vann og tørking;
- Skimming av aceton eller alkohol.
Etter rengjøring bør sveisingen fullføres innen 4 timer for å unngå sekundær forurensning.
Montering og gassverninspeksjon
Monteringsavstanden bør kontrolleres strengt, vanligvis ikke mer enn 0,5 mm. Før sveising føres gass ut for-for å sikre at beskyttelsesgassen dekker sveiseområdet og at luftstrømmen er jevn. Røyktester eller oksygendetektorer kan brukes for å verifisere beskyttelseseffekten.
Sveisemiljøkontroll
Sveising bør utføres i et rent, vindstille spesialområde, med relativ fuktighet kontrollert under 60 % for å unngå at omgivelsesfuktighet kommer inn i bueområdet.
Etter-inspeksjon og behandling av sveising
Visuell inspeksjon, penetranttesting (PT) eller røntgeninspeksjon (RT) anbefales, og ultralydtesting (UT) kan suppleres for viktige komponenter. Om nødvendig utføres stressfri -gløding etter sveising, glødetemperaturen er vanligvis 550~650 grader, og luftkjølingen etter isolasjon må utføres under vakuum eller argonbeskyttelse.
Nøkkelen til kvaliteten på titansveising ligger i kontrollen av hele prosessen: fra for-rengjøring av sveiser, gassbeskyttelse, varmetilførselsstyring til metodevalg, prosessspesifikasjoner må håndheves strengt. Gjennom systematisk prosessdesign og prosesskontroll kan tendensen til å sveise sprekker reduseres betraktelig, og pålitelige titanlegeringssveisede skjøter kan oppnås for å møte behovene til produksjon av høy-utstyr.