Analiza temeljnih tehnologija za zavarivanje legura titana - Vijesti

Mnogi zavarivači na prvoj liniji, kada rade stitanijumi njegove legure po prvi put, često padaju u uobičajenu pogrešnu predodžbu: budući da je luk stabilan, zavarena kupka ostaje prozirna, žica za punjenje pokazuje izvrsno vlaženje, a dobiveni zavareni sloj izgleda daleko bolji od onih na ugljičnom čeliku ili nehrđajućem čeliku, sam proces zavarivanja se čini iznimno glatkim. Međutim, tijekom sljedećih faza - kao što je dekapiranje, ispitivanje penetrantima ili ispitivanje hladnog savijanja - obično dolazi do velikog broja nedostataka: površina zavara može razviti plavo-ljubičasti sloj oksida, površina se može početi praškasti ili ljuštiti, a materijal može potpuno puknuti tijekom mehaničkog ispitivanja savijanja.

U stvarnosti, uspjeh ili neuspjeh zavarivanja legura titana ne ovisi o tehnici operatera; nego u osnovi ovisi o dva kritična čimbenika: zaštiti od plina i sveobuhvatnoj čistoći. Dok vještina zavarivača određuje vizualni izgled zavarenog spoja, zaštita od plina i kontrola čistoće diktiraju mehanička svojstva zavara, otpornost na koroziju i životni vijek kao primarni kriterij za određivanje je li zavar prihvatljiv.

Ovaj članak daje sustavnu raščlambu deset bitnih procesnih kontrolnih točaka koje se moraju strogo pridržavati tijekom zavarivanja legure titana, prateći cijeli slijed izgradnje na licu mjesta. Svi tehnički parametri i radni zahtjevi usklađeni su s praktičnim uvjetima na terenu, što ih čini izravno primjenjivim na reviziju korporativne procesne dokumentacije, obuku zavarivača i inspekciju kvalitete na licu mjesta.

Na sobnoj temperaturi titan je kemijski stabilan. Međutim, kada temperatura prijeđe 425 stupnjeva, razvija izuzetno jak afinitet prema vodiku, kisiku i dušiku - djelujući slično kao "visokotlačna usisna pumpa". Ako bazen rastaljevine ili zona pod utjecajem topline (HAZ) dođu u dodir sa zrakom na visokim temperaturama, dolazi do nepovratne degradacije materijala. Svaki od ova tri plina dovodi do specifičnih vrsta nedostataka:

1. Defekti izazvani vodikom: vodik se otapa u bazenu rastaljevine; kako se metal skrućuje, njegova topljivost naglo pada. Nastali mjehurići plina ostaju zarobljeni, stvarajući unutarnju poroznost. Nadalje, zaostali vodik značajno smanjuje duktilnost zavara, često izazivajući "odgođeno pucanje" - fenomen u kojem se pukotine pojavljuju neko vrijeme nakon završetka procesa zavarivanja.

2. Defekti uzrokovani kisikom: atomi kisika otapaju se u rešetku legure titana, povećavajući čvrstoću zavara, uzrokujući drastičan gubitak duktilnosti. To dovodi do sveukupne krtosti, što se često očituje sivom ili crnom diskoloracijom na površini.

3. Defekti uzrokovani dušikom: Dušik reagira s titanom i stvara titanijeve nitride, koji su izuzetno tvrdi i krti. To uzrokuje potpuni gubitak žilavosti zavara, što dovodi do katastrofalnog kvara (pukotine ili lomljenje) kada je materijal izložen savijanju ili naprezanju.

Temeljni industrijski standard nalaže da bazen rastaljevine, zona utjecaja topline i prednja i stražnja strana zavara moraju biti kontinuirano zaštićeni inertnim plinom. Ova zaštita mora se održavati dok se cijelo područje ne ohladi ispod 425 stupnjeva. Tehnike poput upotrebe stražnjih štitova, pročišćavanja argonom sa stražnje strane i produljenog trajanja protoka plina nakon zavarivanja implementirane su kako bi se osiguralo ispunjavanje ovog temeljnog zahtjeva.

Usklađivanje osnovnog metala s odgovarajućom žicom za punjenje temeljni je preduvjet za osiguranje kvalitete zavara u legurama titana. Strogo je zabranjeno primjenjivati logiku usklađivanja čvrstoće koja se obično koristi za obične čelike - gdje se odabire punilo veće čvrstoće bez obzira na čvrstoću osnovnog metala - na legure titana.
Najčešći stupnjevi žice za punjenje su ERTi-1, ERTi-2 i ERTi-5. Osnovna načela usklađivanja kategorizirana su na sljedeći način:
1. Za standardne konstrukcije otporne na koroziju ili nosive strukture: Dajte prednost rastezljivosti i žilavosti umjesto slijepog traganja za "jednakom čvrstoćom". Budući da je strukturno oštećenje u legurama titana često uzrokovano krtošću ili osjetljivošću na zareze, korištenje ERTi-2 žice za punjenje s osnovnim metalom TA2 - ili odabir žica za punjenje visoke duktilnosti za nekritične nosive TC4 strukture - nudi značajno bolju sigurnost od odabira punila veće čvrstoće (ali neusklađenog).
2. Za strukture izložene visokim temperaturama ili otvrdnjavanju starenjem: Strogo se pridržavajte načela podudaranja "jednakog sastava". Odaberite žicu za punjenje na temelju sustava legure osnovnog metala i provjerite izvedbu zavara - uključujući vlačnu čvrstoću, svojstva hladnog savijanja i sposobnost rada na visokim temperaturama - kroz formalni proces kvalifikacije postupka zavarivanja.

Parametri zavarivanja titanovih legura trebaju se pridržavati temeljnih načela "niske temperature, niskog unosa topline i brzog hlađenja":

1. Polaritet izvora napajanja: Koristite negativni polaritet elektrode istosmjerne struje (DCEN), s volframskom elektrodom spojenom na negativni terminal. Za razliku od logike koja se koristi za aluminijske legure, zavarivanje titana ne zahtijeva katodno čišćenje koje omogućuje izmjenična struja (AC); korištenje izmjenične struje samo bi dovelo do nestabilnog luka i kvara zaštite zaštitnim plinom.

2. Kontrola unosa topline: Uz osiguranje odgovarajućeg prodiranja i pravilnog profila zavarenog spoja, treba primijeniti najniži razumni linearni unos topline. Veći unos topline rezultira dužim trajanjem na visokim temperaturama, što pogoršava probleme kao što su apsorpcija plina (oksidacija) i grublje zrna.

3. Upravljanje temperaturom između prolaza: Nije potrebno predgrijavanje. Međuprolazna temperatura mora se strogo održavati ispod 100 stupnjeva. Preporuča se korištenje bakrenih potpornih ploča za pomoć pri hlađenju. Međuprolazne temperature moraju se provjeriti pomoću instrumenta za mjerenje temperature; oslanjanje na osobno iskustvo ili taktilnu procjenu strogo je zabranjeno.

Upotrijebite cerijerne volframove elektrode brušene na standardni konusni vrh i strogo kontrolirajte duljinu produžetka elektrode (izvučenu). Baklje s vodenim hlađenjem trebale bi se koristiti za aplikacije s visokom strujom. Ako se pojave volframovi uključci - uzrokovani dodirom elektrode sa zavarenom kupkom ili strujnim preopterećenjem - moraju se u potpunosti ukloniti brušenjem prije bilo kakvog popravnog zavarivanja; jednostavno zavarivanje preko defekta je strogo zabranjeno.

Ako se koristi proces potrošne elektrode (GMAW/MIG), kratkospojni ili globularni načini prijenosa su zabranjeni, budući da rasprskane čestice titana mogu lako oksidirati, spontano se zapaliti i kontaminirati zavareni spoj. Umjesto toga, moraju se koristiti impulsni ili sprejni načini prijenosa. Valjci za dovod žice i vodovi za žicu moraju biti komponente posebno dizajnirane za zavarivanje titana kako bi se spriječilo ljuštenje bakrene oplate, koje bi inače moglo kontaminirati zavareni šav.

Welded Titanium Mesh Basket suppliers Titanium L-shape Right Angle factory