Titanyum Alaşımlı Parçaların Kaynaklanması: Temel Proses Kontrol Noktaları

Titanyum alaşımlı parçaların kaynaklanması çeliğin kaynaklanmasından çok daha az bağışlayıcıdır çünkü titanyum yüksek sıcaklıkta oksijen, nitrojen, hidrojen ve karbon ile reaksiyona girer. Yaklaşık 400 derecenin üzerinde yüzey kendi kendini-koruyucu olmayı bırakır ve erimiş havuz karşılaştığı her türlü gazı veya kirliliği emerek hiçbir kaynak sonrası- işlemin tersine çeviremeyeceği gözeneklilik, kırılganlık ve süneklik kaybı üretir. Bu nedenle proses kontrolü ark vurulmadan çok önce başlar ve ark söndükten sonra da devam eder.

Kaynak Öncesi-Hazırlık ve Temizleme

Titanyum yüzeyindeki yağ, gres, toz, nem ve diğer yabancı maddeler kaynağa girerek gözenekler ve-metalik olmayan kalıntılar oluşturur, dolayısıyla temizlik ilk kontrol noktasıdır. Küçük parçalar bir süre aseton veya alkol gibi uygun bir solventte ıslatılır, ardından tüy bırakmayan- bir bezle silinir; Kaynak öncesinde solventin tamamen sönmesine izin verilmelidir, çünkü sıkışan buharın kendisi de gözeneklilik kaynağıdır.

İkinci adım oksit filmin çıkarılmasıdır. Titanyum kendiliğinden, erime noktası metalin kendisininkinden çok daha yüksek olan yoğun bir titanyum dioksit tabakası oluşturur ve eğer kaldırılmazsa, kaynakta füzyon eksikliği görülecektir. Mekanik sökme işleminde, yüzeyin çizilmesini ve kirlenmesini önlemek için yalnızca tek yönde çalışan, yaklaşık 200 ila 400 gritlik ince zımpara kağıdı veya paslanmaz çelik tel fırça kullanılır ve yeniden oksitlenmeyi sınırlandırmak için mümkün olan en kısa sürede kaynak yapılır. Kimyasal gidermede, karışık hidroflorik ve nitrik asit turşusu kullanılır; bu, asitleme süresinin ve çözelti konsantrasyonunun sıkı kontrolünü gerektirir çünkü asit, oksit gittikten sonra metale saldırır. Gömülü demir daha sonraki korozyonun klasik bir nedeni olduğundan, daha önce çelik üzerinde kullanılmış olan tel fırçalar ve aşındırıcılar asla titanyuma temas etmemelidir.

Bağlantı Tasarımı, Yerleştirme-Yukarılandırma ve Sıkıştırma

Alın bağlantıları en yaygın konfigürasyondur çünkü bindirme veya T-bağlantılarına göre daha düşük gerilim konsantrasyonuyla daha iyi mekanik özellikler sunarlar. Bir alın eklemi tasarlandığında, dolgu metali birikmesine ve kökten gaz kaçmasına izin vermek için iki parçanın kalınlığı ve uygun bir kök aralığı (tipik olarak 0,5 mm ila 1,5 mm) olmalıdır. Yerleştirme doğruluğu da aynı derecede önemlidir: temas sıkı olmalı ve yanlış hizalama küçük tutulmalı, yüksek hassasiyetli yapılar için genellikle parça kalınlığının yaklaşık %10'unu aşmamalıdır. Doğru uyum,-bağlantı gerginliğini ve çarpıklığını azaltır, bu da çatlama riskini azaltır. Montaj için kullanılan kelepçeler titanyumla reaksiyona girmemelidir; bakır alaşımlı ve paslanmaz çelik kelepçeler olağan seçimdir ve kullanımdan önce temizlenmeleri gerekir.

Kaynak Yöntemi ve Parametre Kontrolü

Tungsten inert gaz kaynağı, ince saclarda ve hassas yapılarda yüksek ve istikrarlı kaynak kalitesi sunan, titanyumun en güçlü ürünüdür. Metal atıl gaz kaynağı daha hızlı çalışır ve orta ila kalın plakalara uygundur; elektron ışın kaynağı ise daha yüksek ekipman maliyetiyle, sıkı şekil ve boyut kontrolü gerektiren parçalar için yüksek bir derinlik-/genişlik oranı sağlar. Yöntem kalınlık, geometri, kalite gereksinimi ve üretim hızına göre seçilir ve ardından parametreler sabitlenip kaydedilir.

Akım kalınlıkla, ilerleme hızı da akımla eşleştirilir: hızlı bir geçiş hızla soğur ve erime eksikliğine yol açabilir, yavaş bir geçiş ise aşırı ısıya neden olur ve kaynağın mikro yapısını kabalaştırır. Koruyucu gaz akışı orta düzeyde olmalıdır ve gerçek değer kaynak yöntemine, bağlantının şekline ve parçanın boyutuna bağlıdır.

Çevre Kontrolü ve-Kaynak Sonrası İşlem

Kaynak alanı temiz ve kuru tutulmalı, toz, talaş ve diğer kirleticilerden arındırılmalı, ortam nemi mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır. Titanyum kaynak sırasında hidrojeni alır ve nemli bir atmosfer, kaynağın hidrojen içeriğini yükseltir, bu da hidrojenin kırılganlaşmasına yol açar; nem alma standart karşı önlemdir. Rüzgar koruyucu gazı dağıtır ve sıcak metali korumasız bırakır, bu nedenle gaz zarfını korumak için çalışma alanının etrafında kaynak perdeleri, kapalı bir bölme veya bariyer perdeleri kullanılır.

Kaynak sonrası cüruf, sıçrama ve diğer kalıntılar derhal uzaklaştırılır. TIG kaynakları genellikle pürüzsüzdür ancak paslanmaz çelik tel fırçayla fırçalanarak temizlenen hafif bir oksidasyon tonu gösterebilir; MIG kaynakları ise genellikle sıçrama nedeniyle daha fazla temizliğe ihtiyaç duyar ve temizlenen kaynaklar daha sonra yüzey gözenekleri ve çatlakları açısından incelenir. Artık gerilim, yaklaşık 550 derece ila 700 derece arasında koruyucu bir atmosferde vakumlu tavlama veya tavlama ile giderilir; tutma süresi parça kalınlığına ve boyutuna göre belirlenir ve ardından yavaş soğutma yapılır; çekiçleme veya kontrollü germe gibi mekanik yöntemler de kullanılabilir, ancak boyutsal doğruluğun korunması için deformasyonun sınırlandırılması gerekir. Son olarak yüzey, korozyona- dirençli bir kaplamayla veya yoğun bir pasif filmi yeniden oluşturan kimyasal pasifleştirmeyle korunabilir.

Sıkça Sorulan Sorular

S: Titanyum alaşımlı parçalar kaynak öncesinde neden temizlenmelidir?
Yağ, gres, toz ve nem arkta ayrışır ve gözenekler ve kalıntılar halinde kaynağa girer, böylece bağlantı yeri aseton veya alkolle temizlenir ve ark vurulmadan önce tüy bırakmayan- bir bezle silinir.

S: Titanyum kaynak bağlantısından oksit film nasıl çıkarılır?
200 ila 400 kumlu zımpara kağıdı veya tek yönde çalışan temiz bir paslanmaz çelik tel fırça gibi mekanik araçlarla veya sıkı bir şekilde kontrol edilen süre ve konsantrasyona sahip bir hidroflorik ve nitrik asit turşusu ile.

S: Hangi kök boşluğu ve yanlış hizalama kabul edilebilir?
Alın eklemi kök boşluğu, dolgu maddesi birikmesine ve gaz kaçmasına izin vermek için tipik olarak 0,5 mm ila 1,5 mm'dir ve yanlış hizalama genellikle parça kalınlığının yaklaşık %10'unun altında tutulur.

S: 1–2 mm titanyum alaşımlı levha için hangi TIG parametreleri kullanılıyor?
Kaynak akımı normalde 80 A ila 120 A, ark voltajı 10 V ila 15 V ve ilerleme hızı 10 cm/dak ila 15 cm/dak olup değerler gerçek bağlantı ve fikstüre göre ayarlanmıştır.

S: Titanyum kaynağı yaparken argon saflığı neden bu kadar önemlidir?
Titanyum yüksek sıcaklıkta oksijeni ve nitrojeni emer, bu nedenle koruyucu gaz saflığı %99,99 veya daha yüksek olmalı, ön akış 10 L/dak ila 20 L/dak ve arka akış 5 L/dak ila 10 L/dak olmalıdır.

S: Kaynak sonrası artık gerilim nasıl giderilir?
Koruyucu bir atmosferde yaklaşık 550 ila 700 derece arasında, kalınlığa- dayalı bir tutma ve yavaş soğutma ile vakumla tavlama veya tavlama yoluyla veya deformasyon sınırlarının izin verdiği yerlerde kontrollü mekanik çekiçleme yoluyla.