Titaanisulameid kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuses, laevaehituses, meditsiiniseadmetes ja muudes valdkondades tänu nende suurele tugevusele, madalale tihedusele ja suurepärasele korrosioonikindlusele. Titaanisulamist keevitamisel võivad tekkida praod ja muud defektid, mis mõjutavad tõsiselt keevitamise kvaliteeti ja konstruktsiooniomadusi. Selle probleemi süstemaatiliseks lahendamiseks on vaja läbi viia igakülgne kontroll erinevatest aspektidest, nagu protsessi kaitse, termiline kontroll, materjalide sobitamine ja keevisõmbluse eeltöötlus.
Rangelt rakendage keevituskaitse protsessi
Titaanisulamil on kõrgel temperatuuril kõrge aktiivsus hapniku, lämmastiku, vesiniku ja muude gaaside suhtes ning need elemendid moodustavad keevisõmblusesse tungides rabedaid oksiide, nitriide ja hüdriide, mille tulemusena väheneb vuugi plastiline tugevus ja tekivad praod. Seetõttu tuleb kogu keevitusprotsess läbi viia inertgaasi kaitse all:
- Kohalik kaitse: suure-läbimõõduga keevituspüstoli otsikuid kasutatakse tagamaks, et argoon gaas katab keevitusbasseini ja sellega külgnevad kuumuse{2}}mõjutatud tsoonid ning õhuvool peaks olema sujuv ja ühtlane, et vältida õhu takerdumist põhjustavat turbulentsi.
-Tagumine kaitse: pärast keevitamist kasutage niidukappi, et jätkata argoonikaitset, kuni keevisõmbluse temperatuur ja kuumus{1}}mõjutatud tsooni temperatuur langeb alla 200 kraadi, et vältida kõrgel temperatuuril -oksüdatsiooni.
-Seljakaitse: keskmiste ja raskete plaatide põkk-keevisõmbluste puhul tuleks tagaküljele paigaldada õhkpadjad või argoonikaitse, et tagada kahepoolse{1}}vormimisala saastevaba.
Kaitsegaasi puhtus peaks olema suurem või võrdne 99,99%, kastepunkt peaks olema alla -50 kraadi ja õhuvoolu kiirust kaitstud alal tuleks rangelt kontrollida.
Rakendada keevitamise termilise protsessi juhtimine
Titaanisulamil on madal soojusjuhtivus ja keevitussoojuse akumuleerumine võib kergesti tekitada kuumusest mõjutatud tsoonis jämedaid terake{0}}ja suurendada kalduvust praguneda. Keevitussoojuse sisendit ja jahutuskiirust tuleb juhtida sundjahutusega:
- Vesijahutus
-Kihtidevahelise temperatuuri reguleerimine: mitme kihi keevitamisel ja mitmel töökäigul tuleb kihtide vahelist temperatuuri hoida alla 150 kraadi, et vältida ülekuumenenud koe teket.
- Optimeeritud keevitusparameetrid: madalat soojussisendit kasutatakse kuumuse mõjuala-laiuse vähendamiseks, tagades samal ajal läbitungimise.
Keevitusmaterjalide ja meetodite mõistlik valik
Keevitusmaterjalide sobitamine
Keevitustraadi koostis peaks olema ühtlane või sarnane mitteväärismetalliga ning eelistada tuleks sobivaid marke, nagu ER Ti-6Al-4V. Kõrget sitkust nõudvate vuukide puhul saab pragunemiskindluse parandamiseks kasutada veidi väiksemat tugevust ja paremat plastilisust.
Keevitusmeetodi valik
-Volframist inertgaasiga varjestatud keevitamine (GTAW/TIG): sobib õhukeste, keskmiste ja raskete plaatide jaoks, millel on stabiilne kaar ja lihtne saavutada kõrge-kvaliteediga keevisõmblusi. Soojuskulu veelgi vähendamiseks on soovitatav kasutada TIG-impulsskeevitust.
-Plasma kaarkeevitus (PAW): sobib keskmiste ja raskete plaatide jaoks, kontsentreeritud soojusallika ja kõrge keevitamise efektiivsusega. Kui kasutatakse argooni-vesiniku segu, tuleb vesinikusisaldust rangelt kontrollida vahemikus Alla 5% või sellega võrdne, et vältida vesinikust põhjustatud pragusid.
-Laser-/elektronkiirkeevitus: sobib täppiskomponentidele, kitsas-kuumusmõjutsoonis ja väikese deformatsiooniga, kuid kõrge seadmete maksumusega, mis tuleb läbi viia kõrgvaakumis või kaitsvas atmosfääris.
Parandage keevituseelset-ettevalmistust ja protsessi juhtimist
Liigeste puhastamine ja ravi
Enne keevitamist tuleb vuugi ja keevistraadi pind põhjalikult eemaldada oksiidikatlapinnalt, rasvast, niiskusest ja muudest saasteainetest. Soovitatavad on järgmised sammud.
- Mehaaniline puhastus: kasutage oksiidkile eemaldamiseks roostevabast terasest traatharja või freesi;
- Keemiline puhastus: peitsimine lämmastikhappe + vesinikfluoriidhappe lahusega, seejärel loputamine deioniseeritud veega ja kuivatamine;
- Atsetooni või alkoholi koorimine.
Pärast puhastamist tuleb sekundaarse reostuse vältimiseks keevitamine lõpetada 4 tunni jooksul.
Montaaži ja gaasikaitse kontroll
Montaažipilu tuleks rangelt kontrollida, üldiselt mitte üle 0,5 mm. Enne keevitamist tühjendatakse gaas eelnevalt -et tagada, et kaitsegaas katab keevisõmbluse ala ja õhuvool on ühtlane. Kaitseefekti kontrollimiseks saab kasutada suitsuteste või hapnikuandureid.
Keevituskeskkonna kontroll
Keevitamine tuleks läbi viia puhtas, tuulevaikses kohas, kus suhteline õhuniiskus on alla 60%, et vältida ümbritseva niiskuse sattumist kaare piirkonda.
Keevitusjärgne-ülevaatus ja -töötlus
Soovitatav on visuaalne kontroll, läbitungimiskatse (PT) või röntgenülevaatus (RT) ning oluliste komponentide puhul saab täiendada ultraheliuuringut (UT). Vajadusel viiakse pärast keevitamist läbi pingevaba lõõmutamine, lõõmutamise temperatuur on tavaliselt 550–650 kraadi ja isolatsioonijärgne õhkjahutus tuleb läbi viia vaakumi- või argoonikaitse all.
Titaankeevituse kvaliteedi võti seisneb kogu protsessi kontrollimises: alates keevisõmbluse eelpuhastusest, gaasikaitsest, soojussisendi juhtimisest kuni meetodi valikuni – protsessi spetsifikatsioone tuleb rangelt järgida. Protsessi süstemaatilise kavandamise ja protsessi juhtimise abil saab märkimisväärselt vähendada kalduvust keevitada pragusid ning saada usaldusväärseid titaanisulamist keevisliiteid, mis vastavad tipptasemel-seadmete tootmise vajadustele.