Raskused ja lahendused titaanisulami keevitamisel
Titaan on metalliline keemiline element keemilise sümboliga Ti ja aatomnumbriga 22. Titaanisulam on samuti oluline metallimaterjal. Seda kasutatakse laialdaselt lennunduses, meditsiiniseadmetes, keemiatööstuses ja muudes valdkondades selle kerge kaalu, suure tugevuse ja hea korrosioonikindluse tõttu. Titaanisulamite eriomaduste tõttu on aga keevitusprotsessis mõningaid väljakutseid ja võimalikke keevitusdefekte.
Titaanisulamite keevitamine on suhteliselt keeruline. Selle keevitusraskused ja võimalikud defektid kajastuvad peamiselt järgmistes aspektides:
Hapruse nähtus:
Titaanisulamid reageerivad kõrgel temperatuuril kergesti hapniku, lämmastiku, vesiniku ja muude lisanditega atmosfääris, põhjustades kõrgel temperatuuril rabedust ning vähendades keevisliidete plastilisust ja sitkust. Hapruse vältimiseks tuleks kontrollida keevitamise ajal valitsevat atmosfääri ja töödeldavate materjalide puhtust.
Keevituspraod:
Keevituspragude tekkimine titaanisulamites on seotud pinge ja vesinikusisaldusega. Seetõttu tuleb keevitusprotsessi ajal pinget kontrollida, et vältida materjali ülekuumenemist ja kiiret jahtumist ning tagada, et keevitusala oleks kuiv ja puhas.
Keevituspoorid:
Keevitusprotsessi käigus tekivad titaanisulami ja oksiidide vahelise reaktsiooni tõttu kergesti keevituspoorid, mis vähendavad keevisühenduse tugevust ja tihendamist. Pöörake tähelepanu argoongaasi kaitse- ja keevitusmaterjalide hapnikusisalduse kontrollimisele, et tagada keevitusala kuiv ja puhas.
Eelnimetatud probleemide vältimiseks keevitamise ajal tuleks võtta asjakohaseid defektide ennetamise meetmeid.
1. Valige sobiv keevitusprotsess ja keevitustraat ning valige sobiv keevitusmeetod vastavalt titaanisulamist mitteväärismetalli materjalile ja lisanditele.
2. Kasutage kvaliteetset kaitsegaasi, et tagada puhtus vähemalt 99,99%.
3. Enne keevitamist puhastage ja töödelge põhjalikult mitteväärismetall ja keevitustraat, et vältida pragude ja vahekihtide tekkimist.
4. Keevitusprotsessi ajal tuleks keevituskvaliteedi tagamiseks võtta sulabasseini ja keevisõmbluse kuumusest mõjutatud tsooni jaoks asjakohaseid argoongaasi kaitsemeetmeid.
Ettevalmistus enne keevitamist:
Pinnatöötlus: titaanisulamist pinna füüsiline töötlemine, sealhulgas liivapritsiga puhastamine, haavelpuhastus ja poleerimine, et eemaldada pinna mustus ja oksiidikiht. See parandab keevitamise kvaliteeti ja töökindlust.
Keemiline töötlemine: kasutage titaanisulamite pinnalt mustuse ja oksiidide lahustamiseks ja eemaldamiseks selliseid kemikaale nagu happed ja leelised. Keemiline töötlemine aitab parandada keevisliidete kvaliteeti ja omadusi.
Puhas ja kuiv: defektide (nt pooride) vältimiseks veenduge, et keevitusala oleks kuiv ja puhas. Kasutage kuivatusahjusid või kütteseadmeid õigesti, et tagada keevituskeskkonnas sobiv temperatuur ja niiskus.
Levinud keevitusmeetodid:
Plasma kaarkeevitus: titaanisulamite kuumutamine ja sulatamine läbi suure energiaga plasmakaare, kasutades tavaliselt alalisvoolukaarti. Plasma kaarkeevitus on suure energiatihedusega ja kiire keevituskiirusega ning sobib paksemate titaanisulamist plaatide ja suurte keevitusdetailide jaoks.
Gaas-volframkaarkeevitus (GTAW-keevitus): kaarkeevitusmeetod, mis kasutab keevitamiseks mittesulavat volframelektroodi. GTAW-keevituse tegemisel kaitstakse keevitusala õhusaaste eest kaitsegaasiga (tavaliselt inertgaasid nagu argoon) ja tavaliselt kasutatakse samaaegselt joodist (täitemetalli).
Metallkaarkeevitus (MIG-keevitus): poolautomaatne või täisautomaatne keevitusmeetod, mis kasutab keevitusala kaitsmiseks argoongaasi. MIG-keevitus on hõlpsasti kasutatav ja sobib paksude titaanisulamist plaatide ja suurte konstruktsiooniosade keevitamiseks.
Volframkaarkeevitus (TIG-keevitus): volframelektroodi kasutatakse kaare tekitamiseks titaanisulami kuumutamiseks ja sulatamiseks ning keevitusala on kaitstud argoongaasiga. TIG-keevitusel on kõrge keevituskvaliteet ja juhtimisvõimalused ning see sobib õhukeste plaatide ja täppiskeevitamiseks.
Vaakumelektronkiirkeevitus: elektronkiirte kasutamine titaanisulamite kuumutamiseks ja sulatamiseks vaakumi tingimustes. Vaakumelektronkiirkeevitusel on suur keevituskiirus ja kõrge keevituskvaliteet ning see sobib paksemate titaanisulamist konstruktsiooniosade jaoks.
