Titanium har ekstrem stærk kemisk reaktivitet. Ved høje temperaturer har det en betydelig affinitet til urenhedselementer som oxygen, nitrogen, brint og kulstof. Ved brugtitanium svejsetrådtil svejsning vil den termiske cyklus øge sin gasadsorptionshastighed betydeligt. Hvis beskyttelsen og proceskontrollen er forkert, er det meget sandsynligt, at det forårsager skørhed i leddene og forringelse af ydeevnen. Og vi vil opdage, at der er forskellige farver på svejseoverfladen. Hvad indikerer disse farver? Lad os udforske det sammen.
De grundlæggende egenskaber ved titaniums svejsbarhed
Titanium har fremragende svejsbarhed. Dens varmeledningsevne er ca. 0,041 Cal/(grad ・cm・s), med koncentreret lysbuevarme og stabil dannelse af smeltet pool; dens termiske udvidelseskoefficient er 8,6×10⁻⁶/grad, meget lavere end kulstofstål, hvilket resulterer i lille svejsedeformation. Imidlertid er smeltepunktet for titanium 1668 grader, hvilket kræver høj varmetilførsel. Ved 882 grader sker der en → fasetransformation, og fasekornene har en tendens til at vokse hurtigt, hvilket fører til forringelse af samlingens sejhed. Der er ingen tendens til varme revner eller intergranulære revner under svejsning, men + titanlegeringer er tilbøjelige til at danne porer, hvilket nødvendiggør streng kontrol af den termiske cyklus og gasbeskyttelse.
Indflydelsen af urenheder på titaniums svejseydelse
Ilt og nitrogen er indlejret i titanium gitteret i form af interstitiel fast opløsning, hvilket forårsager gitterforvrængning, hvilket fører til en stigning i styrke og hårdhed, samtidig med at plasticiteten og sejheden reduceres kraftigt. Dette er hovedårsagen til svejserevner.
En stigning i brintindholdet reducerer slagfastheden markant, og udfældningen af hydrogeneret titanium forårsager brintskørhed.
Ved stuetemperatur reducerer den faste opløsning af kul plasticiteten, og når indholdet overstiger grænsen, danner det et netværk af TiC, hvilket øger revnefølsomheden. Den nationale standard begrænser kulstofindholdet i titanlegeringer til mindre end eller lig med 0,1 %. Før svejsning skal oliepletter, oxidskalaer og fugt på overfladerne af emnet og svejsetråden fjernes grundigt for at undgå forurening med kulstof- og brinttilvækst.
Udvikling af svejsefarve og defektmekanisme
Farven på svejsesømmen ændrer sig gradvist afhængigt af oxidationsgraden: sølvhvid (ingen oxidation, fremragende beskyttelse) → gyldengul (TiO, let oxidation) → blå (Ti₂O₃, moderat oxidation) → grå (TiO₂, kraftig oxidation).
Titanium begynder at absorbere ilt ved 400 grader og nitrogen ved 600 grader. Indtrængen af ilt og nitrogen fører direkte til oxidation og nitrering. Høj-temperaturzonen adsorberer kontinuerligt ilt og nitrogen og danner skøre oxidlag og urenheder i fast opløsning, ledsaget af en stigning i hårdhed, et fald i plasticitet og korrosionsbestandighed, og jo mørkere farven er, jo mere alvorlig er forureningen, og jo dårligere kvalitet.
Sammenhængen mellem vurdering af svejsefarvekvalitet og mekaniske egenskaber
Svejsefarve er kerneindikatoren for hurtig kvalitetsvurdering på-webstedet:
Hvid er den bedste, gylden gul med tæt oxidation er normalt kvalificeret;
Blå og over angiver graden af oxidation, og plasticiteten og sejheden falder betydeligt. Nøglestrukturer skal evalueres eller omarbejdes;
Grå/grålig hvid indikerer alvorlig forurening, samlingen bliver skør, og den skal fjernes og gen-svejses.
Tests har vist, at farve er den mest intuitive repræsentation af beskyttelseseffekt og forureningsgrad. Øget oxidation fører til en stigning i svejsehårdheden. Den kombinerede effekt af styrkelse og skørhed af ilt og nitrogen i fast opløsning forårsager en stigning i koldrevnedannelse og forsinket revnedannelsesfølsomhed, og haksejheden forringes. Derfor er farvevurdering det første kvalitetskontrolpunkt, og det skal kombineres med ikke-destruktiv test for at bekræfte den interne kvalitet.
Nøgleprocesser og kvalitetskontrolpunkter til titaniumsvejsning
Svejseprocessen skal udføres med fuld-processargonbeskyttelse for den smeltede pool og høj-temperaturzonen over 400 grader. Argonrenheden skal være større end eller lig med 99,99 %, og dugpunktstemperaturen skal være mindre end eller lig med -60 grader. Brintindholdet i svejsetråden skal være mindre end eller lig med 0,002%. En tre-i-beskyttelsesmetode (svejsebrænderdysen, trækdækslet og argonfyldning på bagsiden) anvendes for at forhindre luftturbulens i at trænge ind. Rillen er bearbejdet mekanisk og slibning er forbudt; højfrekvent bueinitiering foretrækkes for at undgå punktsvejsning; varmetilførslen og varigheden af{15}}højtemperaturophold bør kontrolleres nøje for at hæmme væksten af krystaller. Generelt udføres varmebehandling efter svejsning ikke; når det er nødvendigt, bør temperaturen være lavere end 650 grader for at undgå sekundær forurening.
Farven på titaniumsvejsesømmen repræsenterer i det væsentlige en visuel indikator for effektiviteten af høj-temperaturbeskyttelse og graden af urenhedsforurening, hvilket direkte afspejler de mekaniske egenskaber og pålideligheden af samlingen. I tekniske applikationer betragtes en sølv-hvid eller gylden-gul farve som den kvalificerede standard, mens enhver farve over blå skal håndteres i overensstemmelse med specifikationerne. Kun ved at koordinere udførelsen af gasbeskyttelse, overfladerensning, varmetilførselskontrol og værktøjsbeskyttelse kan oxidationen og forureningen effektivt undertrykkes ved roden, og højtydende titanium-svejsede samlinger kan opnås stabilt.