Titanas ir jo lydiniai gali būti sėkmingai suvirinti, tačiau šis procesas toleruoja daug mažiau užteršimo nei plieno ar nerūdijančio plieno suvirinimas. Titanas reaguoja su ore esančiomis dujomis, kai tik jis įkaista, o dėl mažo šilumos laidumo šiluma koncentruojasi suvirinimo zonoje. Abu efektai reiškia, kad ekranavimas, švara ir šilumos įvedimas turi būti kontroliuojami griežčiau nei atliekant daugelį kitų gamybos darbų.
Trapumas, kurį sukelia užteršimas priemaišomis
Suvirinimo terminio ciklo metu suvirinimo baseinas ir bet koks metalas, karštesnis nei maždaug 350 laipsnių, lengvai sugeria vandenilį, deguonį ir azotą iš oro, taip pat reaguoja su alyva ir drėgme ant ruošinio ir užpildo vielos. Titanas greitai sugeria vandenilį virš 300 laipsnių, deguonį virš 600 laipsnių ir azotą virš 700 laipsnių; esant didesniam anglies kiekiui, taip pat gali susidaryti trapus TiC tinklas. Dėl to smarkiai sumažėja jungties lankstumas ir kietumas, todėl įkaitusio metalo apsauga yra pirmoji titano suvirinimo taisyklė.
Paviršiaus oksido plėvelė keičia spalvą priklausomai nuo temperatūros, todėl suvirintojai gali praktiškai nuspręsti, kiek apsaugos sritis buvo gauta. Toliau pateikta spalvų schema yra standartinė parduotuvės{1}}aukšto nuoroda.
| Temperatūra | Oksido spalva | Interpretacija |
|---|---|---|
| Žemiau 200 laipsnių | Sidabrinė balta | Teisingai ekranuotas |
| Apie 300 laipsnių | Šviesiai geltona | Priimtinas pagal daugelį specifikacijų |
| Apie 400 laipsnių | Aukso geltonumo | Ribinis; ekranavimas turi būti patobulintas |
| 500-600 laipsnių | Mėlyna ir violetinė | Per didelis užterštumas |
| 700-900 laipsnių | Pilkos spalvos atspalviai | Sunkus užteršimas |
Fazės pasikeitimas ir grūdų augimas
Titano kūno -centrinė kubinė beta struktūra yra aukštesnė nei 882 laipsniai, o po ja yra glaudžiai{2}}supakuota šešiakampė alfa struktūra. Komerciniu požiūriu grynose klasėse ir alfa lydiniuose suvirinimo siūlė ir dalis šilumos paveiktos zonos praeina per beta fazę suvirinimo metu, o beta grūdeliai greitai auga. Kadangi titano lydymosi temperatūra yra aukšta, savitoji šiluma ir žemas šilumos laidumas, aukštoje -temperatūroje išlikimo laikas yra maždaug tris ar keturis kartus ilgesnis nei plieno, o karščio paveikta zona yra platesnė.
Praktinis atsakas yra naudoti mažesnį šilumos įvedimą ir greitesnį aušinimą, o tai sutrumpina laiką, praleistą virš transformacijos temperatūros, riboja beta grūdelių augimą ir susiaurina šilumos{0}}paveiktą zoną. Taip pat padeda sujungimų dizainas ir suvirinimo sekos, kurios greitai išsklaido šilumą.
Inertinių dujų ekranas ir degiklio įranga
Kadangi titanas turi labai stiprų afinitetą deguoniui esant temperatūrai, bet kuri sritis, kurios temperatūra viršija 200 laipsnių, turi būti apsaugota inertinėmis dujomis. Praktiškai tai reiškia išlydyto baseino ekranavimą degikliu, aušinimo suvirinimo siūlę užpakaliniu skydu ir apatinę dalį atraminiu įtaisu.
Apsauginės dujos: argonas yra standartinis, vienas arba sumaišytas su heliu
Argono grynumas: ne mažesnis kaip 99,99 % tūrio, deguonies kiekis mažesnis nei 0,002 %, azotas mažesnis kaip 0,005 %, vandenilio kiekis mažesnis kaip 0,002 % ir drėgmė mažesnė nei 0,001 mg/l
Cilindro slėgis: ne mažesnis kaip 0,5 MPa
Užpakalinis skydas: apsaugo suvirinimo ir karščio{0}}veikiamą zoną virš 400 laipsnių; dydis priklauso nuo plokštės storio, aušinimo metodo, srovės ir jungties formos
Pagrindas: grioveliai variniai atraminiai strypai, dažnai su apsauginėmis dujomis, arba galinis skydas, išdėstytas taip, kad sektų degiklį kitoje pusėje
Antgalio dydis: 14–20 mm rankiniam suvirinimui, 16–22 mm automatiniam suvirinimui, didesnis nei naudojamas aliuminiui arba nerūdijančiam plienui
Prieš suvirinant visas dujų žarnas, jungtis ir ekranus reikia išvalyti nuo oro, kitaip apsauga prarandama pirmosiomis lanko sekundėmis.
Iškraipymas, poringumas ir įtrūkimai
Titano elastingumo modulis yra tik maždaug perpus mažesnis nei anglinio plieno, todėl esant tokiam pačiam suvirinimo įtempiui, iškraipymas yra maždaug dvigubai didesnis. Pagalvėlės ir slėgio plokštės paprastai naudojamos ruošiniams laikyti plokščius ir šilumai pašalinti, o subalansuotos suvirinimo sekos riboja kampinį judėjimą.
Akytumas yra dažnas defektas, daugiausia dėl vandenilio poringumo, taip pat prisideda prie anglies monoksido. Titano suvirinimo siūlių įtrūkimai yra vandenilio -sukelti šalti, o ne karštieji plyšiai: siera, fosforas ir anglis sudaro žemos -lydymosi-taškos eutektiką grūdelių ribose, tačiau efektyvus kristalizacijos diapazonas yra siauras, o kietėjimo susitraukimas mažas, todėl terminis įtrūkimas yra retas.
Procesai, eksploatacinės medžiagos ir paruošimas
Suvirinimas volframo inertinėmis dujomis yra dominuojantis titano procesas, kurį palaiko plazminis lankinis suvirinimas ir vakuuminis arba elektronų pluošto suvirinimas, kai reikalinga visiška -siskverbimo kokybė. Sandarioms, -nelaikančioms- konstrukcijoms galima naudoti litavimą, o titanui plakiruoti plieninę plokštę naudojamas sprogus suvirinimas.
Užpildo viela paprastai parenkama taip, kad atitiktų pagrindinį metalą ir turi būti kvalifikuota atlikus suvirinimo procedūros testą. Kadangi vielos specifikacijos paprastai kontroliuoja tik viršutinę priemaišų kiekio ribą, partiją su ypač mažai priemaišų vis tiek galima chemiškai kvalifikuoti gaminant siūlę, mažesnę nei netauriojo metalo atkaitintas tempiamasis stipris; tokiu atveju vielos partija arba stipresnė klasė turi būti iš naujo{1}}kvalifikuota atliekant procedūros testą. Serijuoti volframo elektrodai, klasifikuojami pagal AWS A5.12 su maždaug 2% cerio oksido, yra įprastas pasirinkimas, nes jie turi mažą elektronų pašalinimo funkciją, gerą cheminį stabilumą, didelį leistiną srovės tankį ir neturi radioaktyvumo.
Pasiruošimas prieš suvirinimą yra toks pat svarbus kaip ir pats lankas. Oksidas, nitridas, aliejus ir drėgmė nuo ruošinių ir užpildo vielos turi būti pašalinami ėsdinant arba šlifuojant ratuku arba švitriniu skudurėliu, o po to prieš pat suvirinant nuvalyti acetonu arba bevandeniu alkoholiu. Ant žemės paviršiaus turi būti nuvalytos likusios abrazyvinės dulkės, marinuotos dalys nuplaunamos švariu vandeniu, o nuvalytos vietos po to negali būti liestos rankomis, nes bet koks pakartotinis užteršimas turi būti išvalytas dar kartą.
Kvalifikuotos procedūros paprastai rašomos pagal AWS D17.1, kai naudojamas suvirinimas aviacijoje ir erdvėlaiviuose, naudojant užpildo metalą, priskiriamą AWS A5.16, netauriųjų metalų rūšims ASTM B265, ASTM B338, ASTM B348 arba GB/T 3620.1, o suvirintojo kvalifikacija pagal ASME katilų ir slėginių indų kodą.
Dažnai užduodami klausimai
K: Kokioje temperatūroje titanas pradeda sugerti dujas?
Vandenilis greitai absorbuojamas virš 300 laipsnių, deguonis virš 600 laipsnių ir azotas virš 700 laipsnių, todėl visas karštas metalas turi būti ekranuotas.
K: Kokio grynumo argono reikia titano suvirinimui?
Ne mažiau kaip 99,99 tūrio proc., kai deguonis yra mažesnis nei 0,002%, azotas - mažiau nei 0,005%, vandenilis - mažiau nei 0,002%, o drėgmė - mažesnė nei 0,001 mg/l.
Kl .: Kaip dirbtuvėse galima patikrinti ekranavimo kokybę?
Pagal oksido plėvelės spalvą: priimtinas sidabrinis arba šviesus šiaudinis, o mėlyna, violetinė arba pilka rodo užterštumą ir reikalauja perdirbimo.
K: Kodėl titanas iškreipia daugiau nei plienas?
Jo elastingumo modulis yra maždaug perpus mažesnis nei anglinio plieno, todėl tas pats suvirinimo įtempis sukelia maždaug dvigubai didesnę deformaciją; Jam valdyti naudojamos trinkelės ir prispaudimo plokštės.
Kl .: Ar titaną galima suvirinti tiesiai prie plieno?
Ne. Geležis titane kambario temperatūroje ištirpsta tik iki maždaug 0,05–0,10 %, todėl reikia naudoti perėjimą, pvz., sprogstamąjį -suvirintą plakiruotą plokštę arba litavimą.
K: Kuris volframo elektrodas yra pageidaujamas?
Serijuoti volframo elektrodai, klasifikuojami pagal AWS A5.12 su maždaug 2 % cerio oksido, pasižymi geresnėmis savybėmis nei grynas volframas be radioaktyvumo.
