Tytan i stopy tytanu są dobrymi materiałami do spawania dyfuzyjnego

Tytan i stopy tytanu są dobrymi materiałami do spawania dyfuzyjnego, ponieważ ich warstwy tlenkowe na powierzchni łatwo rozpuszczają się w temperaturach dyfuzyjnych. W przypadku stosowania klejenia dyfuzyjnego cieczy na styku powierzchni tytanu należy umieścić warstwę innego metalu. Zwykle metal ten może tworzyć z tytanem eutektykę o niskiej temperaturze topnienia. Podczas fazy nagrzewania lutowania, przepływ ciekłego metalu do złącza jest nieregularny. Na późniejszym etapie warstwa cieczy dyfunduje do metalu rodzimego, umożliwiając całkowite zestalenie spoiny przed zakończeniem cyklu termicznego.

W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszy się zastosowanie zgrzewania dyfuzyjnego jako metody łączenia tytanu i jego stopów. Spawanie w stanie stałym ma następujące ograniczenia: powierzchnia musi być praktycznie płaska optycznie; dyfuzja musi odbywać się w odpowiednio niskiej temperaturze, aby nie wpływać na właściwości stopu, dlatego dyfuzja jest bardzo powolna. Zgrzewanie dyfuzyjne cieczy tworzy niestabilną warstwę cieczy na styku, co zmniejsza dokładność dopasowania, a także przyspiesza proces dyfuzji.

Ponieważ wyższe ciśnienia międzyfazowe i odkształcenia plastyczne w wysokich temperaturach sprzyjają łączeniu w stanie stałym, czasami można połączyć tę sekwencję z procesem obróbki na gorąco, który zmniejsza pole przekroju poprzecznego materiału. Przykładem jest walcowane łączenie dyfuzyjne. W tym procesie części ze stopu tytanu są trzymane w tytanowej obudowie, która jest odprowadzana i uszczelniana w formie. Ten rodzaj złącza spawanego charakteryzuje się dobrą wytrzymałością, plastycznością i odpornością na korozję, jednak trudność polega na tym, że jakość powierzchni i parametry procesu są trudne do kontrolowania i mogą mieć wpływ na dokładność wymiarową produktu. Inną trudnością jest to, że statyczne złącza dyfuzyjne w stanie stałym muszą być wykonane w argonie lub próżni.
Proces spawania prętów tytanowych i płyt tytanowych:

(1) Spawanie tytanu może obejmować zgrzewanie punktowe, zgrzewanie szwów, spawanie łukiem argonowym, spawanie plazmowe i spawanie wiązką elektronów oraz inne technologie.

(2) Ogólnie przyjmuje się, że handlowo czysty tytan i niektóre stopy tytanu o niskiej wytrzymałości nadają się do spawania, ale stopy tytanu o wyższej wytrzymałości nie są idealne ze względu na spadek plastyczności po spawaniu.

(3) Tytanu nie można spawać z innymi metalami normalnymi metodami spawania, ponieważ tworzy związki metali, które tworzą bardzo kruche spoiny.