Udfordringen isvejsning af titanium og titanlegeringerligger ikke i selve "svejsningen", men i materialets ekstreme følsomhed over for reaktive gasser. En kvalificeret titaniumsvejsning er en systematisk ingeniørindsats, der involverer de kombinerede effekter af materialevidenskab, gasafskærmning og svejseprocedurekvalificering. Præmien, der betales for det, repræsenterer i det væsentlige omkostningerne ved at sikre et "ilt-frit miljø i zonen med høj-temperatur."
01 Mekanisme:
Kemisk reaktivitet ved høje temperaturer Ved stuetemperatur er titanium afhængig af en tæt overfladeoxidfilm for at bevare sin stabilitet. Når temperaturen stiger over cirka 400 grader på grund af varmecyklussen under svejsning, begynder titanium at absorbere ilt og nitrogen betydeligt; over 600 grader absorberer det brint og danner skøre forbindelser såsom TiO₂, TiN og TiH₂. Mere kritisk opløses oxygen, nitrogen og hydrogen-som interstitielle elementer- i titanium krystalgitteret, hvilket forårsager gitterforvrængning. Dette resulterer i en kraftig stigning i hårdhed og et brat fald i duktilitet; forlængelse kan falde fra ca. 20 % i basismetallet til mindre end 2 %, og det kan også inducere brintskørhed og forsinket revnedannelse. Derfor er beskyttelsen ved titaniumsvejsning ikke begrænset til selve den smeltede pool, men strækker sig til hele den varme{10}}påvirkede zone over 350 grader.
02 Beskyttelsessystem:
Det tredobbelte-lags gasbeskyttelsessystem bruger ren argon til at etablere tre beskyttelseslag: Svejsebrænderdysen beskytter forsiden af smeltebadet; det efterfølgende skjold forlænger varigheden af frontbeskyttelsen; og rygrensning beskytter roden af svejsningen. Når det er nødvendigt, isoleres miljøet ved hjælp af et argon-fyldt kammer eller et lokalt forseglet kammer. Med hensyn til gasspecifikationer bør den volumetriske renhed af argon ikke være mindre end 99,99% (grad 1 renhed); Luftfarts- og medicinske implantatkrav- kræver en renhed på ikke mindre end 99,999 %, et dugpunkt ikke højere end -40 grader og iltindholdet i svejseområdet kontrolleret under 50 ppm. Varmetilførslen bør kontrolleres mellem 10 og 20 kJ/cm, med interpass-temperaturer, der ikke overstiger 150 grader for at forhindre kornforgrovning og overdreven fasevækst.
03 On{1}}Evaluering på stedet:
Når online gasanalyse ikke er tilgængelig, fungerer overfladefarven af den svejsning og den varme-berørte zone som det mest direkte-kriterium for evaluering. En sølvagtig-hvid farve er optimal, hvilket indikerer titaniums naturlige farve uden praktisk talt nogen oxidation; en bleggul til gyldengul farve indikerer let oxidation og er generelt acceptabel; en blå-lilla til dyb blå farve indikerer betydelig oxidation, hvilket kræver evaluering eller fjernelse af oxidlaget før begrænset brug; en grålig-hvid farve indikerer alvorlig oxidation, hvilket resulterer i en drastisk forringelse af mekaniske egenskaber, og materialet bør betragtes som skrot.
04 Standarder og accept
Svejseprocedurekvalifikation er baseret på ASME BPVC Volume IX-standarden for svejsning af titanium-beklædte stålplader; svejsematerialer matches til basismetallet-for eksempel svarer GR2 til ERTi-1/ERTi-2-i overensstemmelse med AWS A5.16 og GB/T 3623. Det samlede indhold af sporelementer (O + N + H) er strengt kontrolleret for a.0; brintindholdet i svejsningen må ikke overstige 150 ppm (100 ppm for rumfartskvalitet), som bestemt i overensstemmelse med ASTM E1409. Forebyggelse og kontrol af kontaminering skal overholde de "tre forbud": ingen direkte håndkontakt, ingen kulstofstålværktøjer og ingen miljøer med høj luftfugtighed. Ikke-destruktiv testning (NDT) skal udføres i overensstemmelse med NB/T 47013, herunder penetranttest (PT) og radiografisk testning (RT).
E-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresse: No.35, Baoti Rd, Baoji by, Shaanxi-provinsen, Kina
Kontakt: Mr. Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
