Spawanie tytanu

Tytan, metal niezwykle aktywny chemicznie, wykazuje w wysokich temperaturach duże powinowactwo do gazów takich jak tlen, wodór i azot. Zwłaszcza w procesie spawania tytanu cecha ta staje się coraz bardziej znacząca wraz ze wzrostem temperatury spawania. Jeżeli absorpcja i rozpuszczanie tytanu oraz tych gazów nie będzie ściśle kontrolowana, niewątpliwie stworzy to ogromne wyzwania w obróbce połączeń spawanych tytanu.
Znaczenie procesu spawania tytanu
W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem gospodarki Chin, zwłaszcza w warunkach ciągłego promowania reform i otwarcia, konstrukcja gospodarcza Chin poczyniła niezwykłe osiągnięcia. Jednocześnie chińska technologia spawania w rurociągach i innych projektach również poczyniła ogromne postępy. Spawanie tytanu jako powszechna metoda spawania, kontrola jakości jego obróbki ma decydujący wpływ na kształtowanie się koloru spoiny. Z kolei intuicyjna natura koloru spoiny stanowi dla nas ważną podstawę do badania związku pomiędzy kolorem spoiny a jakością spoiny w procesie spawania tytanu.
Wpływ właściwości tytanu na obróbkę spawania tytanu
Wpływ tlenu i azotu: tlen i azot będą śródmiąższową stopieniem stałym w tytanie, co spowoduje zniekształcenie siatki tytanu, zwiększy odporność na odkształcenia, poprawi wytrzymałość i twardość, ale zmniejszy plastyczność i wytrzymałość. Tlen i azot w spoinie są niekorzystne i należy ich w miarę możliwości unikać.
Działanie wodoru: wzrost zawartości wodoru spowoduje gwałtowne zmniejszenie udarności stopiwa tytanu, zmniejszy się również plastyczność, a wodorek również spowoduje kruchość złącza.
Działanie węgla: w temperaturze pokojowej węgiel w postaci międzywęzłowej substancji stałej rozpuszczonej w tytanie zwiększy wytrzymałość, ale zmniejszy plastyczność. Gdy ilość węgla przekracza rozpuszczalność, wygeneruje twardy i kruchy TiC, rozkład sieciowy, łatwe do wytworzenia pęknięcia. Dlatego też norma krajowa stanowi, że zawartość węgla w tytanie i jego stopach tytanu nie powinna przekraczać 0,1%. Podczas spawania należy upewnić się, że przedmiot obrabiany i drut spawalniczy są oczyszczone z oleju, aby uniknąć wzrostu zawartości węgla.
Analiza spawalności i punkty przetwarzania tytanu
Tytan ma dobrą spawalność, jego przewodność cieplna jest niewielka, dzięki czemu tytan metaliczny topi się tylko w zakresie spalania łuku i ma dobrą płynność. Jednocześnie współczynnik rozszerzalności cieplnej tytanu jest również niewielki, co znacznie poprawia spawalność metalicznego tytanu. Podczas wykonywania obróbki spawania tytanu należy zwrócić uwagę na następujące punkty:
Ochrona miejsca spawania i obszaru o wysokiej temperaturze po spawaniu: Aby uniknąć wpływu powietrza na miejsca spawania i obszary o wysokiej temperaturze, należy ściśle chronić te obszary. Niezbędne środki to zastosowanie argonu o czystości 99,99% i osłony ochronnej na końcu biegu.
Metoda obróbki skosu spawalniczego: Skos spawalniczy powinien być przetwarzany metodą mechaniczną i nie powinien być obrabiany metodą szlifowania.
Unikanie zgrzewania punktowego i stosowanie zajarzania łuku o wysokiej częstotliwości: W procesie spawania należy w miarę możliwości unikać zgrzewania punktowego i stosować zajarzanie łuku o wysokiej częstotliwości.
Kontrola obróbki cieplnej po spawaniu: w miarę możliwości należy unikać obróbki cieplnej po spawaniu; jeśli to konieczne, temperatura obróbki cieplnej powinna być kontrolowana poniżej 650 stopni.

Zależność koloru spoiny i jakości obróbki spawania tytanu
Zmiany koloru spoiny i jej wady Mechanizm wytwarzania: w procesie spawania rur tytanowych, dzięki uchwytowi do spawania łukiem argonowym utworzonemu przez warstwę ochronną gazu argonowego, może ona jedynie chronić spawane roztopione jeziorko przed szkodliwym działaniem powietrza, stwardniało i znajduje się w otoczenie wysokiej temperatury spoiny i obszary z nią sąsiadujące nie mają działania ochronnego. Obszary te nadal mają dużą zdolność pochłaniania azotu i tlenu z powietrza. Wraz ze stopniowym wzrostem stopnia utlenienia zmieni się kolor spoiny rury tytanowej, a także zmniejszy się plastyczność spoiny. Kolor zmienia się w kolejności: srebrno-biały (bez utleniania), złotożółty (lekko utleniony), niebieski (lekko utleniony), szary (mocno utleniony).
Rozróżnij jakość spawania na podstawie koloru spoiny: eksperymenty wykazały, że wraz z pogłębieniem się koloru spoiny, czyli wzrostem stopnia utlenienia spoiny, wzrasta również twardość spoiny. Jednocześnie wzrasta zawartość tlenu, azotu i innych szkodliwych substancji w spoinie, co znacznie pogarsza jakość spoiny.
Podsumowując, obróbka spawania tytanu jest złożonym i delikatnym procesem, który wymaga ścisłej kontroli różnych czynników, aby zapewnić jakość spawania. Dzięki dogłębnym badaniom właściwości i spawalności tytanu, a także opanowaniu właściwych punktów obróbki i środków ostrożności, możemy lepiej uświadomić sobie wysoką jakość i wysoką wydajność obróbki spawania tytanu.