Анализа процеса аргон-лучног заваривања легуре титанијума и контрола квалитета

Квалитет површине завара и жице за заваривање директно одређује механичка својства завареног споја. Пре заваривања, испитни комад и жица за заваривање треба да се подвргну третману прања киселином, након чега следи испирање чистом водом и сушење. Затим одмах треба извршити заваривање. Ако услови прања киселином нису доступни, органски растварачи као што су ацетон, етанол, угљен-тетрахлорид или метанол се могу користити за пажљиво брисање жлеба титанијумске плоче и подручја унутар 50 мм са обе стране, површине жице за заваривање и делова алата који су у контакту са титанијумском плочом, органских супстанци за ремооксидацију и других темељних оксидних материја.

За електролучно заваривање титанијума и легура титанијума, треба изабрати напајање за електролучно заваривање једносмерном струјом са опадајућом спољашњом карактеристиком и високофреквентном функцијом покретања лука. Да бисте спречили оксидацију или контаминацију завареног шава током хлађења, апарат за заваривање треба да буде подешен на време довода гаса са кашњењем од најмање 15 секунди. У овом примеру је изабрана машина за аргон-лучно заваривање са ИГБТ инвертером типа ВСМ-315, која може испунити горе наведене захтеве.

Материјали за заваривање

ЗаваривањеПараметри процеса и контролне тачке

Разумни параметри процеса су кључ за осигурање квалитета заваривања. Током рада потребно је прецизно контролисати проток и брзину гаса аргона како би се избегло турбулентно струјање које слаби заштитни ефекат. Ручно заваривање инертним гасом од волфрама је погодно за заваривање танких титанијумских плоча и средње{2}}дебелих титанијумских плоча. Све док су параметри одабрани на одговарајући начин, може се постићи задовољавајући квалитет заваривања. Поред тога, све процесе чишћења треба завршити што је пре могуће, а заваривање треба обавити што пре како би се спречило секундарно загађење.

Приликом заваривања титанијума и легура титанијума, вероватноћа да спој створи вруће пукотине је изузетно мала. То је зато што материјали садрже веома мало нечистоћа као што су сумпор, фосфор и угљеник, које је тешко формирати еутектике ниске-тачке{2}}тачке, а ефективни опсег температуре кристализације је узак, са малом количином скупљања при очвршћавању. Међутим, у зони погођеној топлотом{4}} могу се појавити хладне пукотине, које се манифестују само неколико сати или чак дуже након заваривања, па се стога називају одложеним напрслинама.

Формирање закаснелих пукотина је уско повезано са понашањем водоника: током процеса заваривања, водоник дифундује из растопљене -базе са високим температурама у зону захваћену нижом температуром-, повећавајући садржај водоника у овој области. Формира крте ТиХ₂ фазе и истовремено се једињења водоника таложе, узрокујући велика микроструктурна напрезања услед проширења запремине. Поред тога, атоми водоника се акумулирају у областима високог{5}}напона, што на крају доводи до покретања и ширења пукотина.

Порозност је још један уобичајени недостатак у заваривању легуре титанијума. Његов основни узрок је такође повезан са водоником. Растворљивост водоника у -Ти је изузетно ниска и износи само око 0,002% (масени удео) на собној температури. Када се зона -захваћена заваром охлади испод 300 степени, пре-презасићени водоник преципитира у облику титанијум хидрида (фаза), праћено проширењем запремине и интергрануларним напрезањем. Ово може изазвати интергрануларне микропукотине. Ове микропукотине ће се под спољним силама проширити у макроскопске пукотине, а присуство порозности значајно смањује заморну чврстоћу споја.

Укратко, кључ успеха заваривања легуре титанијума лежи у пре-чишћењу заваривања, спречавању оксидације и апсорпције водоника током целог процеса, -заштити од гаса аргона високе чистоће, разумном дизајну жлебова и прецизној контроли процеса. Ручно заваривање инертним гасом од волфрама у комбинацији са заштићеном заштитом поклопца је ефикасно решење у тренутној инжењерској пракси, које може стабилно да добије -квалитетне спојеве за заваривање који испуњавају захтеве коришћења.