El titani té una reactivitat química extremadament forta. A altes temperatures, té una afinitat significativa per elements d'impuresa com l'oxigen, nitrogen, hidrogen i carboni. Quan s'utilitzafilferro de soldadura de titaniper a la soldadura, el cicle tèrmic augmentarà significativament la seva taxa d'adsorció de gas. Si la protecció i el control del procés són inadequats, és molt probable que provoqui fragilitat de les articulacions i deteriorament del rendiment. I trobarem que hi ha diferents colors a la superfície de la soldadura. Què indiquen aquests colors? Explorem-ho junts.
Les propietats bàsiques de la soldabilitat del titani
El titani té una excel·lent soldabilitat. La seva conductivitat tèrmica és d'aproximadament 0,041 Cal/(grau ・cm・s), amb calor d'arc concentrat i formació estable de piscina fosa; el seu coeficient d'expansió tèrmica és de 8,6 × 10⁻⁶/grau, molt inferior al de l'acer al carboni, donant lloc a una petita deformació de la soldadura. No obstant això, el punt de fusió del titani és de 1668 graus, que requereix una gran aportació de calor. A 882 graus, es produeix una → transformació de fase, i els grans de fase tendeixen a créixer ràpidament, donant lloc a un deteriorament de la duresa de les articulacions. No hi ha tendència a esquerdes calentes o esquerdes intergranulars durant la soldadura, però els aliatges de titani + són propensos a generar porus, la qual cosa requereix un estricte control del cicle tèrmic i la protecció del gas.
La influència dels elements d'impuresa en el rendiment de la soldadura del titani
L'oxigen i el nitrogen estan incrustats a la gelosia de titani en forma de solució sòlida intersticial, provocant una distorsió de la gelosia, la qual cosa comporta un augment de la resistència i la duresa alhora que redueix bruscament la plasticitat i la duresa. Aquesta és la principal causa d'esquerdes de soldadura.
Un augment del contingut d'hidrogen redueix significativament la resistència a l'impacte i la precipitació de titani hidrogenat provoca la fragilitat de l'hidrogen.
A temperatura ambient, la solució sòlida de carboni redueix la plasticitat i, quan el contingut supera el límit, forma una xarxa de TiC, augmentant la sensibilitat a l'esquerda. La norma nacional limita el contingut de carboni dels aliatges de titani a Inferior o igual al 0,1%. Abans de soldar, les taques d'oli, les escates d'òxid i la humitat a les superfícies de la peça de treball i el filferro de soldadura s'han d'eliminar a fons per evitar la contaminació per increments de carboni i hidrogen.
Evolució del color de la soldadura i mecanisme de defecte
El color de la soldadura canvia progressivament segons el grau d'oxidació: blanc platejat (sense oxidació, excel·lent protecció) → groc daurat (TiO, lleugera oxidació) → blau (Ti₂O₃, oxidació moderada) → gris (TiO₂, oxidació severa).
El titani comença a absorbir oxigen a 400 graus i nitrogen a 600 graus. La intrusió d'oxigen i nitrogen condueix directament a l'oxidació i nitruració. La -zona d'alta temperatura adsorbeix contínuament oxigen i nitrogen, formant capes d'òxid fràgils i impureses de solució sòlida, acompanyades d'un augment de la duresa, una disminució de la plasticitat i la resistència a la corrosió, i com més fosc és el color, més severa és la contaminació i menys qualitat.
La correlació entre l'avaluació de la qualitat del color de la soldadura i les propietats mecàniques
El color de la soldadura és l'indicador bàsic per a una avaluació ràpida de la qualitat al lloc-:
El blanc és el millor, el groc daurat amb oxidació densa se sol qualificar;
El blau i superior indiquen el grau d'oxidació, i la plasticitat i la duresa disminueixen significativament. Les estructures clau s'han d'avaluar o reelaborar;
El gris/blanc grisenc indica una contaminació severa, la junta es torna trencadissa i s'ha de treure i tornar a{0}}soldar.
Les proves han demostrat que el color és la representació més intuïtiva de l'efecte de protecció i el grau de contaminació. L'augment de l'oxidació condueix a un augment de la duresa de la soldadura. L'efecte combinat de l'enfortiment i la fragilitat de la solució sòlida d'oxigen i nitrogen provoca un augment de l'esquerdament en fred i la sensibilitat retardada del trencament, i la duresa de l'osca es deteriora. Per tant, l'avaluació del color és el primer punt de control de qualitat i s'ha de combinar amb proves no-destructives per confirmar la qualitat interna.
Processos clau i punts de control de qualitat per a la soldadura de titani
El procés de soldadura s'ha de dur a terme amb una protecció completa d'argó-procés per a la piscina fosa i la zona d'alta-temperatura superior a 400 graus . La puresa de l'argó ha de ser superior o igual al 99,99% i la temperatura del punt de rosada ha de ser inferior o igual a -60 graus . El contingut d'hidrogen del fil de soldadura ha de ser inferior o igual al 0,002%. S'adopta un mètode de protecció--tres en un (el broquet de la torxa de soldadura, la coberta d'arrossegament i l'ompliment d'argó posterior) per evitar que les turbulències de l'aire envaeixin. La ranura es mecanitza mecànicament i està prohibit el rectificat; Es prefereix l'inici de l'arc d'alta freqüència-per evitar la soldadura per punts; l'entrada de calor i la durada de la{15}}estada a alta temperatura s'han de controlar estrictament per inhibir el creixement dels cristalls. Generalment, no es realitza tractament tèrmic posterior a la soldadura; quan sigui necessari, la temperatura ha de ser inferior a 650 graus per evitar la contaminació secundària.
El color de la soldadura de titani representa essencialment un indicador visual de l'eficàcia de la protecció d'alta-temperatura i del grau de contaminació per impureses, reflectint directament les propietats mecàniques i la fiabilitat de la unió. En aplicacions d'enginyeria, un color plata-blanc o daurat-groc es considera l'estàndard qualificat, mentre que qualsevol color per sobre del blau s'ha de gestionar d'acord amb les especificacions. Només coordinant l'execució de la protecció de gas, la purificació de superfícies, el control de l'entrada de calor i la protecció de l'eina, es poden suprimir eficaçment l'oxidació i la contaminació a l'arrel i es poden obtenir juntes soldades de titani d'alt rendiment-de manera estable.