Kaip pasirinkti tinkamą titano suvirinimo vielą
Aukštos - galutinio gamybos laukai, tokie kaip aviacijos ir kosmoso, jūrų inžinerija ir medicininiai implantai, titano lydiniai tapo pagrindinėmis medžiagomis dėl jų didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir biologiškai suderinamumo. Tačiau titano suvirinimo procesai yra ypač sudėtingi: esant aukštai temperatūrai, jis lengvai reaguoja su deguonimi, vandeniliu ir azotu, todėl sukelia įkyrią, didelį suvirinimo poringumo jautrumą ir grūdų griovį šilumoje - paveikė zoną. Todėl titano suvirinimo vielos pasirinkimas yra ne tik labai svarbus suvirinimo kokybei, bet ir maksimaliai padidinti medžiagų veikimą.
Medžiagos atitikimas
Titano lydiniai yra suskirstyti į pramoniniu būdu gryną titaną (pvz., TA1 ir Ta2) ir + titano lydinius (tokius kaip TC4 ir TA17). Skirtingos klasės atitinka skirtingas pritaikymus, o suvirinimo vielos sudėtis turi labai atitikti bazinę medžiagą:
Pramoniniu būdu gryna titano suvirinimo viela:Tinka korozijai - atsparioms programoms, tokioms kaip cheminių laikymo rezervuarai ir jūroje platformos. TA1 bazinei medžiagai pasirinkite suvirinimo vielą, kai deguonies kiekis yra mažesnis arba lygus 0,18%, o geležies kiekis yra mažesnis arba lygus 0,2%, užtikrinant, kad suvirinimo korozijos greitis būtų mažesnis nei 0,003 mm per metus 3,5% NACL tirpale. Jei suvirinimo vielos priemaišos viršija nurodytą ribą (pvz., Deguonies kiekis siekia 0,25%), suvirinimo kietumas padidės 20%, tačiau pailgėjimas sumažės 15%, todėl žymiai padidės trapių lūžių rizika.
+ titano lydinio suvirinimo viela:Optimizuotas aukštai - temperatūrai ir aukštai - stiprumo reikalavimams. Kaip pavyzdį, naudojant TC4 netauriąjį metalą, suvirinimo vielos aliuminio kiekis turėtų būti kontroliuojamas nuo 6% iki 7,5%, o vanadžio kiekis - nuo 3,5% iki 4,5%. Jei aliuminio kiekis yra per mažas (pvz., 5%), suvirinimo tempimo stipris esant 600 laipsnių, sumažės iki 700 MPa, o tai neatitiks orlaivių variklio turbinų diskų reikalavimų.
Speciali lydinio suvirinimo viela:Sukurtas ekstremalioms aplinkoms. Pavyzdžiui, TA17 titano lydinio suvirinimo viela, padidindamas molibdeno kiekį (4–5%), pasiekia 25J suvirinimo smūgio tvirtumą -196 laipsniu, todėl jis tinka suvirinti suskystintas gamtinių dujų rezervuarus.
Tarptautinė standartinė nuoroda:
ASTM B348: nurodo leistinus titano suvirinimo vielos cheminės sudėties nukrypimus, tokius kaip viršutinė 0,20% deguonies kiekio riba komerciškai gryno titano. ISO 14175 reikalauja, kad apsaugotų dujų grynumas būtų didesnis arba lygus 99,999%, o rasos taškas yra mažesnis arba lygus –60 laipsnių, kad būtų išvengta vandenilio ir deguonies užteršimo.
Proceso suderinamumas
Norint pasirinkti titano suvirinimo vielą, reikia išsamiai apsvarstyti suvirinimo metodą, ruošinio storis ir aplinkos sąlygas:
Skersmens atitikimas:
Plonoms - sieninėms dalims (mažesnis arba lygus 3 mm storiui): pirmenybė teikiama 0,8 - 1,6 mm φ suvirinimo viela. Kartu su impulsiniu lazeriniu suvirinimu pasiekiamas 0,1 mm/s suvirinimo greitis, o šilumos paveiktos zonos plotis yra 0,3 mm.
Storio - sieninėms dalims (skersmuo didesnis arba lygus 50 mm): pasirinkta 2,4–3,2 mm φ suvirinimo viela. Kartu su metalo inertinėmis dujomis (MIG) suvirinimo efektyvumu padidėja 30%, tačiau ekrano dujų srauto greitis turi būti padidintas iki 25L/min, kad būtų išvengta suvirinimo baseino oksidacijos.
Formos pasirinkimas:
Stulokuotas viela: tinkamas robotiniam TIG suvirinimui, jis suteikia nuolatinį vielos šėrimą ir stabilų lanką, tačiau reikalingas specialus vielos tiekimo mechanizmas, kad būtų išvengta susivėlimo. Tiesi viela: tinkama rankiniam suvirinimui ar sudėtingam konstrukciniam remontui, pavyzdžiui, lokalizuotai orlaivio variklio ašmenų remontui. Vielinio tiekimo kampas gali būti sureguliuotas lenkdamasis.
Aplinkos kontrolė:
Vietinė apsauga: 300 mm ilgio vilkimo gaubtas su {- linija „Argon“ užpildymo įtaisas sumažina deguonies kiekį suvirinimo zonoje iki 0,001%, todėl sidabriniu - balto suvirinimo spalva (GB/T 14976 standartas).
Bendras apsivalymas: vakuuminio elektronų pluošto suvirinime (EBW) priemaišos yra visiškai išskirtos per 10⁻⁴ PA vakuumą, todėl jis tinka „Zero - defektui“ erdvėlaivių degalų rezervuarų suvirinimas.
Iškirpkite - išjungti technologijos pavyzdžius:
„Fraunhofer“ institutas Vokietijoje sukūrė „intelektualųjį vilkimo gaubtą“, kuris naudoja jutiklius deguonies lygiui stebėti realiuoju laiku ir automatiškai koreguoja argono srautą, sumažindamas suvirinimo defektų greitį nuo 5% iki 0,2%.
NASA naudoja „dvigubą - pluošto elektronų pluošto suvirinimo“ technologiją, kuri naudoja dviejų elektronų pluoštų sinergetinį veiksmą, kad padidintų titano lydinio suvirinimo greitį iki 1m/min, išlaikant didesnį arba lygų suvirinimo stiprumą arba lygi 900MPA.
Kokybės kontrolė
Titano suvirinimo vielos kokybė daro tiesioginę įtaką suvirinimo patikimumo ir tarnavimo tarnavimo tarnavimo laikui ir reikalauja griežtos kontrolės šiose srityse:
Priemaišų turinys:
Vandenilio kiekis: mažesnis arba lygus 0,0015%. Priešingu atveju suvirintame suvirintame TIH₂ poveikio kietumo sumažės 40%.
Deguonies kiekis: mažesnis arba lygus 0,20% pramoniniam - grynai titano suvirinimo vielai ir mažesnė arba lygi 0,15% + titano lydinio suvirinimo viela, kad būtų išvengta grotelių iškraipymo sukeltų apkabų.
Anglies kiekis: mažesnis arba lygus 0,08%. Priešingu atveju, TIC tinklo formavimas suvirinimo metu smarkiai sumažins plastiškumą ir lengvai sukels įtrūkimus suvirinimo stresu.
Paviršiaus kokybė:
Vielinio paviršiaus neturi būti tokių defektų kaip įtrūkimai, raukšlės ir oksido skalė, o šiurkštumas RA yra mažesnis arba lygus 0,8 μm. Elektrolitinis poliravimas gali sumažinti paviršiaus šiurkštumą iki 0,4 μm, sumažindamas suvirinimo poringumą nuo 1,2% iki 0,3%.
Veiklos patikrinimas:
Mechaninės savybės: Suvirinimo tempimo stiprumas turi būti didesnis arba lygus 90% pirminės medžiagos standarto, o pailgėjimas turi būti didesnis arba lygus 80% pirminės medžiagos standarto, kaip tai patvirtina suvirinimo procedūros kvalifikacija (PQR).
Atsparumas korozijai: Panapinavę 5% NaCl tirpalą 1000 valandų, suvirinimo korozijos greitis turi būti mažesnis arba lygus 0,005 mm per metus.
Mikrostruktūra: Metalografinis tyrimas turi patvirtinti, kad suvirinimo grūdų dydis yra mažesnis arba lygus ASTM 5 laipsniui, kad būtų išvengta šiurkščiavilnių grūdų.
Tarptautinės sertifikavimo sistemos:
ES PED sertifikavimas reikalauja, kad titano suvirinimo vielos tiekėjai pateiktų išsamius medžiagų atsekamumo įrašus, įskaitant lydymosi partijas, cheminės kompozicijos analizės ataskaitas ir mechaninio turto bandymo duomenis.
JAV ASME sertifikavimas reikalauja, kad suvirinimo siūlės praeitų - 196 laipsnių žemos temperatūros smūgio testas, kurio poveikio energija yra didesnė arba lygi 20 J, kad būtų užtikrintas saugumas ekstremaliose aplinkose.
Titano suvirinimo vielos pasirinkimas nėra paprastas „atitikimo“ dalykas; Tam reikia dinaminio optimizavimo, atsižvelgiant į bazinės medžiagos sudėties, suvirinimo procesą ir veikimo aplinką. Nuo korozijos - atsparios suvirinimo suvirinimai į cheminių medžiagų talpyklas iki aukšto - temperatūros komponentų aviacijos ir kosmoso varikliuose, pradedant nuo gilios - jūros remonto jūroje esančiose platformose iki tikslios jungtys medicinos implantuose, kiekviena atranka yra labai svarbi iki produkto našumo ir saugumo.
