تاثیر خواص تیتانیوم بر جوشکاری تیتانیوم تاثیر اکسیژن و نیتروژن

تاثیر خواص تیتانیوم در جوشکاری تیتانیوم 1 تاثیر اکسیژن و نیتروژن
اکسیژن و نیتروژن هستندبینابینیجامد-حل شده در تیتانیوم، باعث اعوجاج شبکه تیتانیوم، افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل، افزایش استحکام و سختی، و کاهش انعطاف پذیری و چقرمگی می شود. وجود اکسیژن و نیتروژن جوش در درز جوش نامطلوب است و باید از آن اجتناب شود.
2. تأثیر هیدروژن
افزایش هیدروژن باعث کاهش شدید چقرمگی ضربه فلز جوش تیتانیوم می شود، در حالی که انعطاف پذیری کمی کاهش می یابد.هیدریدهاباعث شکنندگی مفصل خواهد شد.
3. تأثیر کربن
در دمای اتاق، کربن استبینابینیجامد-حل شده در تیتانیوم، افزایش استحکام و کاهش انعطاف پذیری. با این حال، به اندازه اکسیژن و نیتروژن واضح نیست. وقتی محتوای کربن از میزان حلالیت بیشتر شود،TiC، که سخت و شکننده است، به شکلی-شبکه ای شکل گرفته و توزیع می شود که مستعد ترک خوردن است. استاندارد ملی تصریح می کند که محتوای کربن تیتانیوم و آلیاژهای آن نباید از 0.1٪ تجاوز کند. در حین جوشکاری، روغن روی آن لکه می شودقطعه کارو سیم جوش می تواند محتوای کربن را افزایش دهد. بنابراین، تمیز کردن آنها در حین جوشکاری ضروری است.
III. تجزیه و تحلیل ازقابلیت جوشکاریاز تیتانیوم
تیتانیوم خوب استقابلیت جوشکاریفلز تیتانیوم به دلیل رسانایی حرارتی کم (0.041 Cal/ درجه · سانتی‌متر بر ثانیه)، فقط در محدوده سوزاندن قوس ذوب می‌شود و سیالیت خوبی دارد. علاوه بر این، دارای یک ضریب انبساط حرارتی کوچک (8.6×10-6/ درجه، بسیار کوچکتر از فولاد کربنی) است که تا حد زیادی بهبود می بخشد.قابلیت جوشکاریاز فلز تیتانیوم
IV. رابطه بین رنگ درزهای جوش تیتانیوم و کیفیت جوش
1. تغییر رنگ درزهای جوش تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم و مکانیسم ایجاد عیب
عیوب و مکانیسم تولید درزهای جوش تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم به شرح زیر است. هنگام جوشکاری لوله‌های تیتانیوم، لایه محافظ گاز آرگون که توسط تفنگ جوشکاری آرگون ایجاد می‌شود، تنها می‌تواند حوضچه جوشکاری را از اثرات مضر هوا محافظت کند، اما هیچ اثر محافظتی بر درز جوش و ناحیه مجاور آن که قبلاً جامد شده‌اند و در دمای بالا{1} قرار دارند، ندارد. در این حالت، درز جوش لوله تیتانیوم و ناحیه مجاور آن همچنان توانایی بالایی در جذب نیتروژن و اکسیژن هوا دارند. از 400 درجه تا 600 درجه اکسیژن جذب می شود و از 600 درجه تا 800 درجه نیتروژن جذب می شود. هوا حاوی مقدار زیادی نیتروژن و اکسیژن است.
با افزایش تدریجی سطح اکسیداسیون، رنگ درز جوش لوله تیتانیوم تغییر می کند و انعطاف پذیری درز جوش کاهش می یابد. قوانین عبارتند از: نقره‌ای-سفید (بدون اکسیداسیون)، زرد طلایی (TiO، تقریباً در دمای 250 درجه تیتانیوم شروع به جذب هیدروژن می‌کند)، آبی (اکسیداسیون Ti2O3 کمی جدی‌تر است)، خاکستری (اکسایش TiO2 شدید است).
2. رنگ سطح درز جوش تیتانیوم را می توان برای قضاوت در مورد کیفیت جوش تیتانیوم استفاده کرد.
آزمایشات برای رنگ های مختلف و سختی درزهای جوش تیتانیوم به شرح زیر است:
(1) از طریق آزمایشات ثابت شده است که با عمیق شدن رنگ درز جوش، یعنی افزایش درجه اکسیداسیون درز جوش، سختی درز جوش افزایش می یابد. از طریق آزمایش های انجام شده توسط همتایان، سختی فلز تیتانیوم افزایش می یابد و مواد مضری مانند اکسیژن و نیتروژن در درز جوش افزایش می یابد و کیفیت جوش را به شدت کاهش می دهد.
(2) قابلیت جوشکاری تیتانیوم و خواص شیمیایی و فیزیکی آن رابطه بسیار مهمی دارد. با این حال، نکته کلیدی در این است که در شرایط دمای{2}بالا، واکنش پذیری بالای تیتانیوم به راحتی تحت تأثیر آلودگی هوا قرار می گیرد. در حین حرارت دادن، دانه های آن منبسط می شوند و زمانی که اتصال جوش داده شده سرد شود، فازهای شکننده ایجاد می کند. نقطه ذوب تیتانیوم بسیار بالا است و به 10±1668 درجه می رسد که بیش از انرژی مورد نیاز برای جوشکاری فولاد است. در عین حال، فعالیت شیمیایی تیتانیوم نسبتاً فعال است و با O و H بسیار راحت تر از فولاد واکنش می دهد. در 600 درجه، به سرعت ترکیب می شود. در 100 درجه، H و O را در مقادیر زیادی جذب می کند، و توانایی حل کردن H چندین ده ها هزار برابر بیشتر از فولاد است، در نتیجه تیتانیوم هیدروژنه تولید می کند و باعث کاهش شدید چقرمگی می شود. افزایش ناخالصی های گازی، تمایل به ترک سرد و ترک خوردگی تاخیری را افزایش می دهد و حساسیت بریدگی را افزایش می دهد. بنابراین، خلوص گاز آرگون مورد استفاده برای جوشکاری نباید کمتر از 99.99٪، رطوبت از 0.039٪، و محتوای هیدروژن سیم جوش کمتر از 0.002٪ باشد. ضریب انتقال حرارت تیتانیوم 1/2 فولاد است و از 882 درجه تغییر می کند. در دماهای بالاتر، دانه ها به سرعت رشد می کنند و عملکرد آنها به طور قابل توجهی بدتر می شود. بنابراین، دما باید به شدت کنترل شود، به ویژه مدت زمان ماندگاری در دمای بالا در چرخه حرارت جوشکاری. هنگام جوشکاری تیتانیوم مشکل ترک داغ و ترک بین دانه ای وجود ندارد اما مشکل تخلخل به خصوص در جوشکاری + آلیاژها وجود دارد.
V. اقدامات احتیاطی برای جوشکاری تیتانیوم
1. در حین جوشکاری تیتانیوم، حفاظت دقیق باید برای ناحیه جوشکاری و ناحیه{1}}جوشکاری بالا- انجام شود تا از ورود هوا به نواحی جوشکاری و{3}در دمای بالا جلوگیری شود که تأثیر جدی بر کیفیت جوش دارد. بنابراین، 99.99 درصد آرگون خالص و پوشش های محافظ دنباله دار ضروری است.
2. مخروط جوش باید به صورت مکانیکی ماشین کاری شود (سنگ زدن مجاز نیست).
3. از جوشکاری نقطه‌ای باید اجتناب شود و شروع{1}قوس با فرکانس بالا باید اتخاذ شود.
4. از عملیات حرارتی بعد از جوشکاری باید اجتناب شود. اگر عملیات حرارتی پس از جوشکاری ضروری باشد، دمای عملیات حرارتی باید کمتر از 650 درجه باشد.