Titaanvarraste soojendamise sirgendamise protsess
Titaanvarrastel ja titaanisulamitel on madal elastsusmoodul, kõrge saagise ja tugevuse suhe ning neid on raske külmsirgendada. Enamik neist on alla 120GPa. Seetõttu läbivad titaanvardad ja titaanisulamist titaanvardad väikeste pingetingimuste korral suure elastse deformatsiooni, neil on suur tagasilöök ja neid on raske sirgendada. Paljude titaanisulamite voolavuspiiri suhe jääb aga vahemikku 0,9–1, mistõttu on neid raske sirgendada. Seda on sirgendamise käigus lihtne murda. Seetõttu tuleb titaanvardaid ja titaanisulamist titaanvardaid üldjuhul sirgendamise tagamiseks kuumalt sirgendada. Titaanvarraste ja titaanisulamist titaanvarraste tavaliselt kasutatavad sirgestamismeetodid hõlmavad survesirgendust ja rull-sirgendamist. Väikeste titaanvarraste puhul kasutatakse tavaliselt rull-sirgendamist, mille kiirus on suurem. Väikeste titaanvarraste ja titaanisulamist varraste puhul ei saavutata aga sageli ideaalset efekti pärast mitmekordset sirgendamist ning sirgendamise käigus tekivad sageli otsesed luumurrud. Selles artiklis uuritakse titaanvarraste ja titaanisulamist väikesemõõtmeliste titaanvardade termilist sirgendamist ning pakutakse välja lihtne, mugav ja madala investeeringuga küttega sirgendamise meetod.
Titaanvarda kütteefekt on seotud vastava voolu, pinge ja pingestamise ajaga. Kuumutamistesti ajal saab keevitusmasina toiteallikas reguleerida väljundvoolu, nii et titaanvarda kuumutusefekti saab reguleerida voolu reguleerimisega, reguleerides seeläbi täpselt titaanvarda kuumutustemperatuuri. Testis kasutatud titaanvarraste kuumutusmeetodit on lihtne hallata ja juhtida. Pärast seda, kui titaanvarras on kuumutatud teatud temperatuurini, saab seda rullsirgendaja abil kiiresti sirgendada. Katses kasutati keevitusmasina toiteallikat titaanvarda GR5 küttetoiteallikana, moodustades lihtsa jadaahela ja hõlpsasti ühendatava. GR5 titaanvardad suudavad saavutada paremaid sirgendavaid efekte pärast 2–3-minutilist kuumutamist. Samas on tehased üldjuhul varustatud keevitusmasinatega. Tegelikus tootmises võivad keevitusseadmed paikneda sirgendusmasinate kõrval, et titaanvardaid kiiresti ja lihtsalt soojendada. See võtab enda alla väikese ala, sobib varustuseks ja seda on lihtne teisaldada. Teiseks väljastab keevitusmasin suure voolu ja madalpinge. Väikeste GR5 titaanisulamist titaanvarraste puhul ei vasta see mitte ainult kiire kuumutamise nõuetele ja sirgendava efekti saavutamiseks, vaid ka ohutuse, mugavuse, tõhususe ja madalate investeeringute nõuetele. Füüsikalised omadused, nagu titaanvarraste ja titaanisulamist titaanvarraste vastupidavus, on sarnased. Seetõttu saab teisi väikese suurusega titaanvardaid ja titaanisulamist titaanvardaid õige voolu ja kuumutamisaja abil sirgendada.
Titaanvardaid ja titaanisulamist väikeseid titaanvardaid toodetakse tavaliselt valtsimise teel. Kuumutamise, valtsimise ja kuumtöötlemise käigus tekivad aga sageli probleemid temperatuuri ebaühtlase jaotumise ja plastilise deformatsiooni, aga ka lõikamise, transportimise ja virnastamise tõttu. Erinevatel painutusastmetel tuleb sirgendada, et titaanvarda kõverus vastaks kasutusnõuetele. Kuumutatud ja sirgendatud titaanvarraste toatemperatuuri tõmbeindeks on põhimõtteliselt sama, mis otse sirgendatud ilma kuumutamiseta titaanvarraste oma, mis näitab, et kuumutamise sirgendamise skeem ei mõjuta titaanvarraste toatemperatuuri tõmbeomadusi. See protsess on rakendatav ja teostatav. Samal ajal ulatub selle sulamist titaanvarda tootlikkuse ja tugevuse suhe maksimaalselt 0,99-ni. Külma sirgendamise kasutamisel on seda kerge murda ja sirgendamise efekti on raske saavutada. Praegused sirgendusseadmed asuvad sageli kütteseadmetest kaugel. Kui titaanvardaid ja titaanisulamist väikeseid titaanvardaid kuumutatakse ja seejärel sirgestamisseadmetesse üle kantakse, on titaanvarraste temperatuur sageli tõsiselt langenud, mille tulemuseks on sirgendamise efekti märgatav vähenemine. Kui titaanvarraste ja titaanisulamist titaanvardade sirgendamine on spetsiaalselt konstrueeritud vastavalt kütte- ja sirgestamisseadmetele, on seadmete tegelik kasutusmäär madal ja ökonoomsus halb. Titaanvarraste ja titaanisulamite annus on endiselt suhteliselt väike. Tegelikus tootmisprotsessis on ühe partii tellimiskogus laia spetsifikatsiooniga sageli vaid mõnisada kilogrammi või isegi kümneid kilogramme. Üldjuhul on tehased sageli varustatud suure küttevõimsusega küttekolletega ning ahju võimsus võib ulatuda korraga mitme tonni või kümnete tonnideni. Seetõttu on titaanvarraste ja titaanisulamist varraste kuumutamisel ja sirgendamisel küttekulu sageli suhteliselt kõrge.
