فناوری جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم

--- فناوری جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم ---

خواص جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیومدارای بسیاری از ویژگی های قابل توجه است. این مشخصات جوشکاری با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم تعیین می شود.

1. تأثیر گاز و آلودگی ناخالصی بر عملکرد جوشکاری

در دمای نرمال ، آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم نسبتاً پایدار هستند. با این وجود ، در جدول آزمایش ، در طی فرآیند جوشکاری ، قطرات مایع و فلزات استخر مذاب جذب زیادی هیدروژن ، اکسیژن و ازت دارند و این گازها در حالت جامد با آنها برهم کنش دارند. با افزایش دما ، توانایی آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در جذب هیدروژن ، اکسیژن و ازت نیز به طور قابل توجهی افزایش می یابد. شروع به جذب هیدروژن در حدود 250 درجه سانتیگراد ، شروع به جذب اکسیژن در 400 درجه سانتیگراد و شروع به جذب نیتروژن از 600 درجه سانتیگراد می کند. این گازها پس از جذب ، مستقیماً باعث خرد شدن مفصل جوش داده شده می شود عامل مهم موثر بر کیفیت جوشکاری.

(1) هیدروژن تأثیرگذارترین عامل در خواص مکانیکی تیتانیوم در ناخالصی های هیدروژن است. تغییر محتوای هیدروژن در جوش بیشترین تأثیر را در عملکرد ضربه جوش دارد. دلیل اصلی این است که با افزایش مقدار بمب هیدروژن در جوش ، میزان رسوب TiH2 پوسته پوسته یا سوزنی مانند در جوش افزایش می یابد. مقاومت TiH2 بسیار کم است ، بنابراین اثر HiH2 ورق مانند یا سوزنی شکسته می شود و عملکرد ضربه ترکیبی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اثر تغییرات در محتوای هیدروژن جوش در بهبود مقاومت و انعطاف پذیری بسیار مشهود نیست.

(2) اثر اکسیژن در هر دو فاز α و β تیتانیوم دارای درجه ذوب بالاتری است و می تواند فاز جامد بینابینی را تشکیل دهد. زخم های کریستال با استفاده از تیتانیوم راست به طور جدی تحریف می شوند ، در نتیجه سختی آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم افزایش می یابد. و قدرت ، اما از انعطاف پذیری به طور قابل توجهی کاهش می یابد. به منظور اطمینان از عملکرد اتصال جوشکاری ، علاوه بر جلوگیری دقیق از اکسیداسیون اصلی درز جوش و جوشکاری با توجه به منطقه تحت تأثیر حرارت در طی فرآیند جوشکاری ، محتوای اکسیژن در فلز پایه و سیم جوش نیز باید محدود باشد

(3) اثر نیتروژن در دمای بالای 700 درجه سانتیگراد ، نیتروژن و تیتانیوم یک اثر چشمگیر دارند ، نیترید تیتانیوم شکننده و سخت (riN) و درجه اعوجاج شبکه ایجاد شده توسط نیتروژن و تیتانیوم تشکیل یک محلول جامد شکاف ، در مقایسه با عواقب ناشی از مقدار اکسیژن جدی تر است. بنابراین ، نیتروژن تأثیر قابل توجهی در بهبود مقاومت در برابر کشش و سختی جوشهای تیتانیوم خالص صنعتی و کاهش خصوصیات پلاستیکی جوشها نسبت به اکسیژن دارد.

(4) اثر کربن کربن نیز یک ناخالصی معمول در آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم است. آزمایشات نشان می دهد وقتی محتوای کربن 13/0٪ باشد ، کربن در α تیتانیوم قرار دارد ، حد مقاومت جوش تا حدی افزایش می یابد و خاصیت پلاستیکی تا حدی کاهش می یابد ، اما کمتر از اکسیژن است. اثر نیتروژن قوی است. با این حال ، هنگامی که محتوای کربن جوش بیشتر شد ، TiC مش در جوش ظاهر شد ، و مقدار آن با افزایش محتوای کربن افزایش یافت ، که باعث شد پلاستیک جوش به شدت کاهش یابد و ترک ها به راحتی تحت اثر قرار بگیرند تنش جوشکاری بنابراین ، مقدار کربن ماده پایه تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم بیش از 0.1٪ نیست و محتوای کربن جوش از محتوای کربن ماده پایه بیشتر نیست.

2. مشکل ترک مفصل جوش

چه زمانیآلیاژهای تیتانیوم و تیتانیومهستندجوش داده شده، احتمال وجود ترک های حرارتی در درز جوش داده شده بسیار کم است. دلیل این امر این است که محتوای ناخالصی هایی مانند S ، P و C در آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم کم است و یوتکتیک نقطه ذوب کم تشکیل شده توسط S و P به راحتی در مرز دانه ظاهر نمی شود ، به علاوه فاصله دمای تبلور موثر

جمع شدن باریک ، کوچک ازآلیاژهای تیتانیوم و تیتانیومدر طول انجماد ، وفلز جوشکاریترک های حرارتی ایجاد نمی کند. جوشکاری سرد آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم می تواند به موقع در منطقه تحت تأثیر گرما ایجاد شود ، که مشخصه آن وجود ترک ها چندین ساعت یا بیشتر پس از جوشکاری است که به آن ترک تاخیری می گویند. مطالعات نشان داده است که این ترک مربوط به انتشار هیدروژن در هنگام جوشکاری است. در طی فرآیند جوشکاری ، هیدروژن از استخر عمیق با درجه حرارت بالا به منطقه تحت تأثیر گرما در دمای پایین انتشار می یابد. افزایش محتوای هیدروژن میزان TiH2 رسوب یافته در این منطقه را افزایش می دهد و باعث افزایش شکنندگی منطقه تحت تأثیر گرما می شود. بعلاوه ، به دلیل انبساط حجم در هنگام رسوب هیدرید ، تنش بافتی بزرگتر علاوه بر این ، اتمهای هیدروژن در قسمتهای با تنش زیاد منطقه پخش و تجمع می یابند ، به طوری که ترکها ایجاد می شوند. روش جلوگیری از چنین ترکهای تأخیری عمدتا به منظور کاهش منبع هیدروژن در اتصالات جوش داده شده است. وقتی فاکتورها نیز ارسال می شوند ، شعله های آتش سرکوب می شوند.

3. مشکل سوراخ سوراخ در جوش

تخلخل یک مشکل شایع در هنگام استجوشکاری آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم. علت اصلی روزنه در نتیجه اثرات هیدروژن است. تشکیل منافذ در فلز جوش عمدتا بر قدرت خستگی مفصل تأثیر می گذارد. اقدامات اصلی فناوری برای جلوگیری از منافذ پوستی عبارتند از:

(1) محافظت از گاز نئون باید خالص باشد و خلوص آن نباید از 99.99٪ کمتر باشد

(2) مواد آلی مانند روغن مقیاس را روی سطح قطعه جوش و سطح سیم جوش کاملاً پاک کنید.

(3) از محافظت خوب گاز در استخر مذاب استفاده کنید ، جریان و سرعت گاز آرگون را کنترل کنید ، از تلاطم جلوگیری کنید و اثر محافظت را تحت تأثیر قرار دهید.

(4) پارامترهای فرآیند جوشکاری را به درستی انتخاب کنید ، استفاده از زمان اقامت در استخر عمیق و حق استفاده از حباب برای فرار را افزایش دهید ، که می تواند منافذ را به طور موثر کاهش دهد.