Jak a co vařit titan? Titanové svařování: technologie a funkce

11. 6. 2019

Titanové díly a konstrukce se často nacházejí ve vysoce specializovaných oblastech, včetně letadel a vesmírného průmyslu. Taková vysoká důvěra v kov je způsobena jedinečnou kombinací vlastností. S malou specifickou hmotností má vysokou pevnost, antikorozní a ochranné vlastnosti z chemických vlivů. A to nejsou všechny vlastnosti, které charakterizují titan. Svařování titanu ze stejných důvodů se stává výzvou nejen pro nováčky, ale i pro profesionály.

titanové svařování titanem

Vlastnosti svařovacího materiálu

Fyzikální a chemické vlastnosti titanu omezují použití některých metod svařovací techniky, které nutí řemeslníky modifikovat vhodné, ale zpočátku méně účinné metody. Hlavní obtíž při použití nejběžnějších způsobů svařování spočívá ve zvýšené teplotě ohřevu tohoto kovu. Zejména je s ním možné pracovat s tepelnými účinky v řádu 1500-1700 ° C. Na úrovni 500 ° C nejčastěji zachytávají předlitky základní pevnostní vlastnosti. Technologické vlastnosti svařování titanem jsou také determinovány negativními faktory ovlivňujícími strukturu ze strany atmosférického vzduchu. V normálním stavu tento fakt nezáleží, ale v podmínkách teploty nad 400 ° C vyžadují horké zóny dodatečnou ochranu. A to nejde ani o hlavní izolaci samotného bazénu. Když teplota stoupá, vzniknou potíže jiného druhu. Při dosažení 900 ° C dochází tedy ke zvýšení zrn a tvorbě velkých pórů, což dále ovlivňuje pevnostní vlastnosti obrobku.

Obecné informace o metodách svařování

Základní metody svařování titanem lze nazvat ručním obloukem a automatickými metodami. Pokud jde o optimální média, považují se za nejúčinnější hélium a argon. Je však důležité mít na paměti, že v prvním případě by měl být do média zařazen nekysličený tok. Elektroskopové svařování je také běžné. Obvykle se používá v dílech s tlustými polotovary, které kromě toho vyžadují vysoké tepelné vytvrzení. Při správné organizaci poskytuje svařování kontaktů také dobrý výsledek. Tento proces vyžaduje zejména plyn vyvážené zařízení. Pokud se použije při práci podšívky, bude zajištěno kvalitní svařování titanu. Technologie tavení například znamená organizaci speciální ochrany zadní části obrobku pomocí argonových plynů. Na druhé straně obložení může poskytnout této straně dodatečnou ochranu při vysokoteplotním zatížení, jehož nebezpečí bylo uvedeno výše.

titanové svařování za studena

Kovový přípravek pro svařování

Před operací musí být titan řádně připraven. V této fázi se zpracovávají okraje slepých prvků, vytvoří se ochrana protilehlých stran (s použitím stejných obložení) a také odstranění přídavné tyče. Navíc důkladné čištění vnější vrstvy obrobku. Během svařování mohou jeho částice proniknout do struktury švu, díky němuž se stanou křehkými a nevhodnými pro práci v odpovědných mechanických konstrukcích. Při zpracování hrubých částí od 5 cm je nutné řezání okrajů, u kterých by měl být úhel řezu 60 °. Pokud hodláte svařovat titan a jeho slitiny, které byly předtím vystaveny plazmovému nebo plynovému řezání, budete muset vyčistit povrch švů s odstraněním vrstvy o tloušťce 3-4 mm. Univerzálním opatřením konečné přípravy před prací bude odstranění vnějšího znečištění, ropných filmů a oxidů. Pro tento postup se používají jemně zrnité brusiva, piliny a odmašťování rozpouštědly. Zbývající odizolovací značky se pak odstraní suchým hadříkem.

Ruční obloukové svařování

svařování titanu argonem

V tomto procesu wolframová elektroda se stejnosměrným napájecím zdrojem. Zóna kolem švu, kořene švu a blízkých oblastí postižených teplem je vystavena ochraně. Izolace zajišťují clony, trysky a tepelně odolné porézní materiály, do kterých je dodáván plyn. Podšívka je žádoucí používat měď nebo ocel. Pokud je potrubí zpracováváno, plyn je vháněn přímo do válce. Pokud jde o optimální režim, může být proud elektrody 2 mm asi 90 A. Toto je počáteční úroveň pro práci s polotovary o tloušťce 4 až 5 mm. Specifické hodnoty se mohou lišit v závislosti na tom, jak byl titan dotován. Svařování titanu se provádí na krátkém oblouku bez oscilačních manipulací. Elektroda se opírá o směr pohybu - to je přední úhel. Neodstraňujte operaci náhle. Aby se zabránilo vzniku oxidů, zůstávají všechna ochranná zařízení v původních místech i po vypnutí elektrod.

Automatické svařování

studené svařování titanové recenze

Práce také používá wolframovou elektrodu. Pokud se používá neupravitelný typ elektrody, musí mít připojený proud směrovou polaritu. Optimální velikost výstupu hořáku je 14-15 mm. Technika výkonu jako celek odpovídá ruční metodě, ale je důležité vzít v úvahu, že kvůli zvýšené aktivitě tohoto kovu musí být operace zapálení a tlumení při práci s hořákem prováděny mimo svar. Automatické svařování titanu s argonem po kalení by mělo zajistit dodávku plynu po dobu nejméně dalších 1 min.

Elektroskopové svařování

svařování titanové recenze

Méně populární metoda, ale může být účinnější při práci s jednotlivými slitinami. Například při svařování dopovaného 5% titanu s přísadami hliníku a cínu. Trojfázový transformátor se používá jako zdroj energie, což znamená, že během provozu je vysoká zátěž. Stačí, když zaznamenáváme sílu proudu při svařování tlustých výkovků - v průměru 1500-1600 A. Dále průběh provozu závisí na tom, která elektroda titanová tavenina. Svařování titanu s deskovitou elektrodou o rozměrech 12x60 mm zajišťuje optimální kvalitu svařování, která podle vlastností odpovídá základní struktuře obrobku. Při zpracování lisovaných dílů často používají stejné elektrody, ale o průměru 8 mm. Toto rozhodnutí se může zdát opodstatněné z hlediska nenáročné povahy kovové struktury, avšak pevnostní vlastnosti švu budou sníženy - v průměru 85% neporušené struktury.

Odporové svařování

V tomto případě hodně závisí na rychlosti práce. Praxe ukazuje, že pro velké obrobky je preferován například režim 2 mm / s. Zvýšením této hodnoty se sníží pevnost obrobku a minimalizuje se pozitivní funkce ochranného plynu. Kvalitní výsledek lze dosáhnout, pokud provedete hlubší mechanické ošetření povrchu obrobku předem. Díky odstranění hrubého zrnitého papíru společně s jednoduchým frézováním bude zajištěno stabilní a rovnoměrné svařování titanu. Z hodnocení rovněž vyplývá, že bylo dosaženo dobrých výsledků při odporovém svařování za vyvážených podmínek kalu. Měla by být vybrána z následujícího výpočtu: v průměru o 20% vyšší než při zpracování uhlíkové oceli.

technologie svařování titanem

Funkce svařování za studena

Absence tepelných účinků, ve kterých jsou ve skutečnosti destruktivní procesy ve struktuře titanu, činí tuto metodu téměř dokonalou, ale zde existují i ​​některé nuance. Studené svařování vyráběné pod vysokým tlakem, které deformují krystaly struktury v důsledku jejich přemístění a vytvoření společné slitiny. Přímé svařování se překrývá pomocí speciálních upínacích mechanismů. Výkonové mechanické efekty také odlišují tuto metodu, což vyžaduje vyšší finanční náklady. Existuje další nevýhoda, která se vyznačuje svařováním za studena. Titan, jehož konstrukce tvoří švy vytvořené takovým spájkováním, je méně spolehlivá a může být použita pouze v konstrukcích, které nevyžadují vysokou fyzickou námahu.

Možné závady při svařování

Jednou z nejzávažnějších vad je tvorba pórů. Jedná se o plynné nečistoty ve struktuře kovu, ve kterém se jedná o vodík. Tuto chybu lze eliminovat dvěma podmínkami - realizací vysoce kvalitního komplexního čištění před svařováním a zajištěním účinné ochrany ohřátého kovu během zpracování. Dalším problémem může být vzhled oxidů, které se pohybují od místa vzniku švu po celou strukturu. Mimochodem, studené svařování titanu zcela zajišťuje tento nedostatek. Zpětná vazba od samotných uživatelů ukazuje, že dlouhodobá údržba ochrany plynů z argonu pomáhá zabránit této vadě během tepelného zpracování po dokončení procesu. Indikátor pro odstranění ochrany bude normalizací teploty švu.

svařování titanu a jeho slitin

Závěr

Pokud srovnáváte titanové svařování s podobnými operacemi na jiných kovových materiálech, objevíte několik rozdílů. Především se týkají organizačního procesu. Dodavatel je povinen řádně připravit kov, stejně jako pečovat o přípravky, které chrání hlavní bezešvé titan. Svařování titanu podle pravidel tepelné zpracování a volba optimálního režimu pro funkci elektrody pravděpodobně poskytne slušný výsledek v síle. Vlastně jak vysoká kvalita švu, kterou tvoříte, lze posoudit svým odstínem již při svařování. Stříbrná barva znamená vysokou ochranu a následně i posílení struktury švu. Smažená švová je méně odolná, ale není příliš pozdě na to, aby tuto situaci napravila opravou například dodávky plynu. Skutečnost, že v průběhu poskytování ochrany byly vážné chyby, říká hnědý odstín.