Titaantoru keevitamise defektide põhjused
Oksüdatsioon ja saastumine: Titaan on tundlik hapniku suhtes ja reageerib kergesti hapnikuga kõrgel temperatuuril, moodustades oksiide. Kui sobivaid kaitsemeetmeid ei võeta keevitusprotsessi ajal, võib õhus olev hapnik põhjustada titaani pinna oksüdeerumist ja oksiidkile moodustumist, mõjutades seega keevitamise kvaliteeti. Lisaks võib keevitusala saastuda näiteks keevitusmaterjalis või keskkonnas leiduvate lisandite tõttu.
Temperatuurigradient: titaanil on kõrge soojusjuhtivus ja see moodustab keevitamise ajal suure temperatuurigradiendi. Temperatuurigradiendid võivad põhjustada pingekontsentratsioone ja termiliste pragude teket, eriti kiiresti jahtuvates piirkondades.
Vesiniku püüdmine: Titaan on materjal, mis imab kergesti vesinikku. Kui vesinik neeldub keevitusprotsessi ajal titaani, võib see põhjustada vesiniku haardumist, mis on põhjustatud vesiniku sidumisest. Vesinik rabestumine võib põhjustada pragude teket.
Struktuurimuutused: Titaanil on kõrgetel temperatuuridel kalduvus terade kasvule ja struktuurimuutustele. Selle tulemuseks võib olla keevisõmbluse tugevuse vähenemine, mis mõjutab üldist keevisõmbluse jõudlust.
Jääkpinge: Keevitusprotsessi käigus tekkiv jääkpinge võib põhjustada titaantoru deformatsiooni ja pragusid. Selle põhjuseks võib olla kiire jahtumine, materjalide erinevad soojuspaisumistegurid ja ebaühtlane kokkutõmbumine keevitamise ajal.
Titaantorude keevitusvead on põhjustatud argoongaasi kaitsekihist, mis moodustub argoonkaarega keevituspüstoli poolt titaantorude keevitamisel. Ümbritseval alal puudub kaitsev toime, kuid titaantoru keevisõmblus ja seda ümbritsev ala omavad sellises olekus siiski tugevat võimet absorbeerida õhust lämmastikku ja hapnikku. Hapnik hakkab imenduma 400 kraadi juures ja lämmastik hakkab imenduma 600 kraadi juures. Õhk sisaldab suures koguses lämmastikku ja hapnikku.
Kui oksüdatsiooniaste järk-järgult suureneb, muutub titaantoru keevisõmbluse värvus ja keevisõmbluse plastilisus väheneb. Hõbevalge (oksüdeerimata) Kuldkollane (TiO, titaan hakkab vesinikku neelama umbes 250 kraadi juures. Kergelt oksüdeerunud) Sinine (Ti2O3 kergelt oksüdeerunud) Hall (TiO2 tugevasti oksüdeerunud).
Titaanisulamist valuplokkide keemilise koostise ühtlus on töödeldud materjalide ja hea jõudlusega titaanisulamist lõikeosade töökindluse põhitagatis.
Mis puutub olemasolevatesse titaanisulamitesse, siis peamised sulamielemendid on Al, Mo, Sn, Si, Zr, Cr, Cu, V ja Fe. Väga vajalik on mõista ja valdada nende sulamielementide jaotusreegleid valuplokis vaakumis kuluva kaare sulamise ja kristalliseerumise tingimustes ning võtta kasutusele asjakohased protsessimeetmed, et tagada nende ühtlane jaotumine valuplokis.
Anatoomilised testid viidi läbi viie titaani liigiga: Ti-6Al-4V, Ti-2.5Cu, Ti-6.5Al-3.5Mo{{8 }}.5Sn-0.3Si, Ti-2.5Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si ja Ti{{19 }}.5 Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-6.3Si sulamist valuplokk, uurige sulami elementide jaotust erinevates sulatustingimustes ja uurige alumiiniumisulamist elemendi Cu eraldamise ja kõrvaldamise meetodid.
Titaantoru sulamist elemendid on jagatud mitmeks osaks ja lisatakse titaankäsnale ühikelektroodiploki vajutamisel. Tarbeelektroodid diagonaaliga 450 mm keevitatakse sisemistest elektroodiplokkidest. Tarbeelektroodid sulatati üks kord ja sulatati uuesti kaks korda vaakumvalges kulukaarahjus ning viidi läbi kolm ümbersulamiskatset. Vaakumtarbimisega elektrikaareahju terasest valuplokkide kristallstruktuuri omaduste järgi lõigati tüüpiline terasest valuploki vorm. Kärbitud. Puurige profiili ülaossa iga 30-50 mm läbimõõduga augud φ1,5 mm puuriga, et analüüsida sulamielementide maksimaalset sisaldust. Vaakum- (1×10^(-3) mmHg) ja argoonitäite (rõhk 80-120 mmHg) sulatamine, kõrge ja madal sulamisvõimsus ning φ220 mm ja φ622 mm valuplokkide võrdluskatsed viidi läbi Ti{ {10}}.5 Cu sulam.
Nende defektide esinemise vähendamiseks tuleb võtta mõned meetmed, näiteks kasutada keevitusprotsessi ajal kaitseks inertgaasi, reguleerida keevituskiirust ja temperatuurigradienti, kuumutada töödeldavat detaili temperatuurigradienti vähendamiseks, kasutada sobivaid keevitusmaterjale. , sobivate keevitusprotsesside kasutuselevõtt jne. Lisaks on vesinikusisalduse range kontroll keevitamise ajal ja asjakohane kuumtöötlus pärast keevitamist samuti olulised vahendid defektide vähendamiseks.
