Titanas pasižymi itin stipriu cheminiu reaktyvumu. Esant aukštai temperatūrai, jis turi didelį afinitetą priemaišų elementams, tokiems kaip deguonis, azotas, vandenilis ir anglis. Naudojanttitano suvirinimo vielasuvirinimui šiluminis ciklas žymiai padidins jo dujų adsorbcijos greitį. Jei apsauga ir proceso valdymas yra netinkami, labai tikėtina, kad tai sukels sąnarių trapumą ir pablogės veikimas. Ir pamatysime, kad ant suvirinimo paviršiaus yra skirtingų spalvų. Ką rodo šios spalvos? Panagrinėkime tai kartu.
Pagrindinės titano suvirinamumo savybės
Titanas pasižymi puikiu suvirinamumu. Jo šilumos laidumas yra maždaug 0,041 Cal/(laipsnis ・cm・s), esant koncentruotai lanko šilumai ir stabiliam išlydyto baseino susidarymui; jo šiluminio plėtimosi koeficientas yra 8,6 × 10⁻⁶ / laipsnis, daug mažesnis nei anglinio plieno, todėl suvirinimo deformacija yra nedidelė. Tačiau titano lydymosi temperatūra yra 1668 laipsnių, todėl reikia daug šilumos. Esant 882 laipsniui, įvyksta → fazinė transformacija, o fazės grūdeliai linkę greitai augti, dėl to pablogėja sąnario tvirtumas. Suvirinimo metu nėra karštų įtrūkimų ar tarpkristalinių įtrūkimų, bet + titano lydiniai linkę susidaryti poras, todėl būtina griežtai kontroliuoti terminį ciklą ir apsaugoti nuo dujų.
Priemaišų elementų įtaka titano suvirinimo savybėms
Deguonis ir azotas yra įterpti į titano gardelę kieto intersticinio tirpalo pavidalu, todėl gardelės iškraipomos, dėl to padidėja stiprumas ir kietumas, o plastiškumas ir kietumas smarkiai sumažėja. Tai yra pagrindinė suvirinimo siūlės įtrūkimų priežastis.
Padidėjęs vandenilio kiekis žymiai sumažina atsparumą smūgiams, o hidrinto titano nusodinimas sukelia vandenilio trapumą.
Kambario temperatūroje kietas anglies tirpalas sumažina plastiškumą, o kai kiekis viršija ribą, susidaro TiC tinklas, padidinantis įtrūkimų jautrumą. Nacionalinis standartas riboja anglies kiekį titano lydiniuose iki 0,1% arba mažiau. Prieš suvirinant, nuo ruošinio ir suvirinimo vielos paviršių turi būti kruopščiai pašalintos alyvos dėmės, oksidų apnašos ir drėgmė, kad būtų išvengta užteršimo anglies ir vandenilio prieaugiais.
Suvirinimo spalvos ir defektų mechanizmo raida
Suvirinimo siūlės spalva laipsniškai kinta priklausomai nuo oksidacijos laipsnio: sidabriškai balta (be oksidacijos, puiki apsauga) → aukso geltona (TiO, silpna oksidacija) → mėlyna (Ti₂O3, vidutinė oksidacija) → pilka (TiO₂, stipri oksidacija).
Titanas pradeda absorbuoti deguonį 400 laipsnių temperatūroje, o azotą - 600 laipsnių. Deguonies ir azoto įsiskverbimas tiesiogiai sukelia oksidaciją ir azotavimą. Aukštos-temperatūros zona nuolat adsorbuoja deguonį ir azotą, suformuodama trapius oksido sluoksnius ir kietų tirpalų priemaišas, kartu didėja kietumas, sumažėja plastiškumas ir atsparumas korozijai, o kuo tamsesnė spalva, tuo stipresnė tarša ir prastesnė kokybė.
Koreliacija tarp suvirinimo spalvos kokybės vertinimo ir mechaninių savybių
Suvirinimo spalva yra pagrindinis rodiklis norint greitai įvertinti kokybę svetainėje:{0}}
Balta yra geriausia, aukso geltona su tankia oksidacija paprastai yra kvalifikuota;
Mėlyna ir daugiau rodo oksidacijos laipsnį, o plastiškumas ir kietumas žymiai sumažėja. Pagrindines struktūras reikia įvertinti arba pertvarkyti;
Pilka / pilkšvai balta rodo didelį užteršimą, jungtis tampa trapi, todėl ją reikia pašalinti ir iš naujo{0}}suvirinti.
Bandymai parodė, kad spalva yra intuityviausias apsaugos efekto ir užterštumo laipsnio vaizdas. Padidėjusi oksidacija padidina suvirinimo kietumą. Dėl bendro deguonies ir azoto kietojo tirpalo stiprinimo ir trapumo poveikio padidėja šaltojo įtrūkimo ir uždelsto įtrūkimo jautrumas, o įpjovos kietumas pablogėja. Todėl spalvų įvertinimas yra pirmasis kokybės kontrolės taškas, todėl norint patvirtinti vidinę kokybę, jį reikia derinti su neardomuoju testavimu.
Pagrindiniai titano suvirinimo procesai ir kokybės kontrolės taškai
Suvirinimo procesas turi būti atliekamas su visa -proceso argono apsauga išlydytam baseinui ir aukštos{1}}temperatūros zonai, viršijančiai 400 laipsnių. Argono grynumas turi būti didesnis arba lygus 99,99%, o rasos taško temperatūra turi būti mažesnė arba lygi -60 laipsnių. Suvirinimo vielos vandenilio kiekis turi būti mažesnis arba lygus 0,002%. Apsaugos metodas „trys{10}}viename“ (suvirinimo degiklio antgalis, vilkimo dangtelis ir galinis argono užpildas) taikomas siekiant išvengti oro turbulencijos įsiskverbimo. Griovelis apdirbtas mechaniškai, šlifuoti draudžiama; Siekiant išvengti taškinio suvirinimo, pirmenybė teikiama aukšto-dažnio lanko inicijavimui; šilumos tiekimas ir aukštoje temperatūroje{15}}buvimo trukmė turi būti griežtai kontroliuojami, kad būtų užkirstas kelias kristalų augimui. Paprastai terminis apdorojimas po suvirinimo nėra atliekamas; kai reikia, temperatūra turi būti žemesnė nei 650 laipsnių, kad būtų išvengta antrinio užteršimo.
Titano suvirinimo siūlės spalva iš esmės rodo vaizdinį apsaugos nuo aukštos temperatūros efektyvumo ir{0}}užteršimo priemaišomis laipsnį, tiesiogiai atspindintį mechanines jungties savybes ir patikimumą. Inžinerijos srityse sidabrinė -balta arba auksinė-geltona spalva laikoma kvalifikuotu standartu, o bet kokia spalva, aukštesnė nei mėlyna, turi būti tvarkoma pagal specifikacijas. Tik koordinuojant dujų apsaugą, paviršiaus valymą, šilumos įvedimo kontrolę ir įrankių apsaugą, galima veiksmingai slopinti oksidaciją ir užterštumą pačioje šaknyje, o efektyvios titano suvirintos jungtys gali būti stabiliai pagamintos.