A titánötvözeteket nagy szilárdságuk, alacsony sűrűségük és kiváló korrózióállóságuk miatt széles körben használják a repülőgépgyártásban, a hajógyártásban, az orvosi eszközökben és más területeken. A titánötvözetből készült hegesztés azonban hajlamos a repedésekre és egyéb hibákra, amelyek súlyosan befolyásolják a hegesztés minőségét és szerkezeti tulajdonságait. A probléma szisztematikus megoldása érdekében átfogó ellenőrzést kell végezni különböző szempontokból, mint például a folyamatvédelem, a hőszabályozás, az anyagillesztés és a hegesztési előkezelés.
Szigorúan hajtsa végre a hegesztésvédelmi eljárást
A titánötvözet magas hőmérsékleten nagy aktivitást mutat oxigénnel, nitrogénnel, hidrogénnel és más gázokkal szemben, és ezek az elemek rideg oxidokat, nitrideket és hidrideket képeznek, amikor behatolnak a hegesztési varratba, ami csökkenti a kötés plasztikus szívósságát és repedéseket okoz. Ezért a teljes hegesztési folyamatot inert gáz védelme mellett kell végrehajtani:
- Helyi védelem: Nagy-átmérőjű hegesztőpisztoly fúvókákat használnak annak biztosítására, hogy argongáz fedje le a hegesztőmedencét és a szomszédos hőhatás-zónákat, és a légáramlásnak simának és egyenletesnek kell lennie, hogy elkerülje a levegő összegabalyodását okozó turbulenciát.
-Hátsó védelem: A hegesztés után fűnyíró védőburkolattal folytassa az argonvédelmet mindaddig, amíg a hegesztési varrat és a hővel érintett zóna hőmérséklete 200 fok alá nem csökken, hogy elkerülje a magas hőmérsékletű oxidációt
-Hátsó védelem: Közepes és nehéz lemezeken végzett tompahegesztéseknél légpárnákat vagy argonvédelmet kell felszerelni a hátoldalra, hogy a kétoldalas{1}}formázó terület szennyeződésmentes legyen.
A védőgáz tisztaságának 99,99-nél nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, a harmatpontnak -50 fok alatt kell lennie, és a védett területen a levegő áramlási sebességét szigorúan ellenőrizni kell.
Végezze el a hegesztési hőfolyamat szabályozását
A titánötvözet alacsony hővezető képességgel rendelkezik, és a hegesztési hő felhalmozódása könnyen durva szemcséket okozhat a hőhatás{0}}zónában, és növelheti a repedésre való hajlamot. A hegesztési hőbevitelt és a hűtési sebességet kényszerhűtéssel kell szabályozni:
- Vízhűtéses réz hátlap: A hegesztési varrat hátulján hűtőbordával ellátott réz hátlap található, amely felgyorsítja a hőexportot és korlátozza a magas hőmérsékleten való tartózkodási időt.
-Hőmérséklet szabályozása a rétegek között: Több réteg hegesztése és többszöri hegesztése esetén a rétegek közötti hőmérsékletet 150 fok alatt kell tartani, hogy elkerülje a túlmelegedett szövet képződését.
- Optimalizált hegesztési paraméterek: Alacsony hőbevitellel csökkenti a hőhatás{1}}szélességét, miközben biztosítja a behatolást.
A hegesztési anyagok és módszerek ésszerű kiválasztása
Hegesztőanyag-illesztés
A hegesztőhuzal összetételének konzisztensnek kell lennie az alapfémmel, vagy ahhoz hasonlónak kell lennie, és a megfelelő minőségeket, például az ER Ti-6Al-4V-t kell előnyben részesíteni. A nagy szívósságot igénylő kötéseknél valamivel kisebb szilárdság és jobb plaszticitás alkalmazható a repedésállóság javítására.
A hegesztési módszer kiválasztása
-Volfram inert gázzal védett hegesztés (GTAW/TIG): Alkalmas vékony, közepes és nehéz lemezekhez, stabil ívű és könnyen készíthető jó-minőségű hegesztés. A hőbevitel további csökkentése érdekében impulzusos AWI hegesztés javasolt.
-Plazmaívhegesztés (PAW): közepes és nehéz lemezekhez alkalmas, koncentrált hőforrással és nagy hegesztési hatékonysággal. Ha argon-hidrogénkeveréket használnak, a hidrogéntartalmat szigorúan szabályozni kell legfeljebb 5%-on belül, hogy elkerüljék a hidrogén okozta repedéseket.
-Lézer/elektronsugaras hegesztés: alkalmas precíziós alkatrészekhez, szűk hőhatású zónával- és kis deformációval, de magas berendezésköltséggel, amelyet nagy vákuumban vagy védőatmoszférában kell elvégezni.
Javítsa a hegesztés előtti-előkészítést és a folyamatirányítást
Ízületek tisztítása és kezelése
Hegesztés előtt a hézag és a hegesztőhuzal felületét alaposan el kell távolítani az oxidréteg, zsír, nedvesség és egyéb szennyeződések felületéről. A következő lépéseket javasoljuk:
- Mechanikai tisztítás: Rozsdamentes acél drótkefével vagy maróval távolítsa el az oxidréteget;
- Kémiai tisztítás: pácolás salétromsav + hidrogén-fluorid oldattal, majd ionmentesített vízzel történő öblítés és szárítás;
- Aceton vagy alkohol lefölözés.
A tisztítás után a hegesztést 4 órán belül be kell fejezni a másodlagos szennyezés elkerülése érdekében.
Összeszerelés és gázvédelmi ellenőrzés
Az összeszerelési hézagot szigorúan ellenőrizni kell, általában nem több, mint 0,5 mm. A hegesztés előtt a gáz elő-elvezetése megtörténik, hogy a védőgáz lefedje a hegesztési területet, és a légáramlás egyenletes legyen. A védelmi hatás ellenőrzésére füsttesztek vagy oxigénérzékelők használhatók.
Hegesztési környezet ellenőrzése
A hegesztést tiszta, szélcsendes, speciális helyen kell végezni, ahol a relatív páratartalom 60% alatt van, hogy elkerüljük a környezeti nedvesség bejutását az ív területére.
A hegesztést-utó ellenőrzés és kezelés
Javasoljuk a szemrevételezést, a penetráns vizsgálatot (PT) vagy a röntgenvizsgálatot (RT), és a fontos alkatrészek esetében az ultrahangos vizsgálat (UT) kiegészíthető. Ha szükséges, feszültségmentes izzítást végeznek a hegesztés után, az izzítási hőmérséklet általában 550-650 fok, a szigetelés utáni léghűtést pedig vákuum vagy argonvédelem alatt kell elvégezni.
A titánhegesztés minőségének kulcsa a teljes folyamat ellenőrzésében rejlik: a hegesztés előtti tisztítástól, a gázvédelemtől, a hőbevitel kezelésétől a módszer kiválasztásáig szigorúan be kell tartani a folyamatspecifikációkat. A szisztematikus folyamattervezés és folyamatszabályozás révén jelentősen csökkenthető a hegesztési repedésekre való hajlam, és megbízható, titánötvözetből készült hegesztett kötések érhetők el, amelyek megfelelnek a csúcsminőségű-berendezésgyártás igényeinek.