Причини виникнення дефектів при зварюванні титанових труб
Окислення та забруднення: титан чутливий до кисню та легко реагує з киснем при високих температурах з утворенням оксидів. Під час процесу зварювання, якщо не вжити належних захисних заходів, кисень у повітрі може призвести до окислення поверхні титану та утворення оксидної плівки, що вплине на якість зварювання. Крім того, зона зварювання може бути забруднена, наприклад, через наявність домішок у зварювальному матеріалі або навколишньому середовищі.
Температурний градієнт: Титан має високу теплопровідність і створює великий температурний градієнт під час зварювання. Температурні градієнти можуть призвести до концентрації напруги та утворення термічних тріщин, особливо в областях швидкого охолодження.
Захоплення водню: Титан — це матеріал, який легко поглинає водень. Під час процесу зварювання, якщо водень поглинається титаном, це може призвести до водневої крихкості, викликаної захопленням водню. Водневе окрихчення може призвести до утворення тріщин.
Структурні зміни: Титан схильний до зернистості та структурних змін при високих температурах. Це може призвести до зниження міцності в зоні зварювання, що вплине на загальну продуктивність зварювання.
Залишкова напруга: Залишкова напруга, що виникає під час процесу зварювання, може спричинити деформацію та тріщини титанової трубки. Це може бути викликано швидким охолодженням, різним коефіцієнтом теплового розширення матеріалів, нерівномірною усадкою під час зварювання.
Дефекти зварювання титанових труб викликані захисним шаром газу аргону, який утворюється аргонодуговим зварювальним гарматою під час зварювання титанових труб. Навколишнє середовище не має захисного ефекту, але зварний шов титанової труби та навколо нього в такому стані все ще мають сильну здатність поглинати азот і кисень у повітрі. Кисень починає поглинатися при 400 градусах, а азот починає поглинатися при 600 градусах. Повітря містить велику кількість азоту і кисню.
З поступовим підвищенням ступеня окислення змінюється колір шва титанової труби і знижується пластичність шва. Сріблясто-білий (не окислений) Золотисто-жовтий (TiO, титан починає поглинати водень приблизно при 250 градусах. Злегка окислений) Синій (Ti2O3 злегка окислений) Сірий (TiO2 сильно окислений).
Однорідність хімічного складу злитків титанового сплаву є основною гарантією надійності оброблюваних матеріалів і ріжучих частин з титанового сплаву з хорошою продуктивністю.
Що стосується існуючих титанових сплавів, основними елементами сплаву є Al, Mo, Sn, Si, Zr, Cr, Cu, V і Fe. Дуже необхідно розуміти і засвоювати правила розподілу цих елементів сплаву в зливку в умовах вакуумної дугової плавки та кристалізації, а також вживати відповідних технологічних заходів для забезпечення їх рівномірного розподілу в зливку.
Анатомічні випробування проводилися на п’яти видах титану: Ti-6Al-4V, Ti-2.5Cu, Ti-6.5Al-3.5Mo{{{8 }}.5Sn-0.3Si, Ti-2.5Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si та Ti{{19 }}.5 Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-6.3Si злиток сплаву, дослідити розподіл елементів сплаву за різних умов плавлення та дослідити методи сегрегації та елімінації елемента алюмінієвого сплаву Cu.
Елементи зі сплаву титанової труби поділяються на кілька частин і додаються до титанової губки при пресуванні блоку блоку електродів. Електроди, що плавляться, діагоналлю 450 мм зварені з блоків внутрішніх блоків електродів. Витрачені електроди виплавляли один раз і двічі переплавляли у вакуумній білій дуговій печі, а також проводили три випробування на переплавлення. Згідно з характеристиками кристалічної структури вакуумних сталевих зливків для електродугових печей, було розрізано типову сталеву форму. Усічений. У верхній частині профілю просвердліть отвори діаметром кожні 30-50 мм за допомогою свердла φ1,5 мм, щоб проаналізувати максимальний вміст легуючих елементів. Вакуумне (1×10^(-3) мм рт. ст.) та заповнення аргоном (тиск 80-120 мм рт. ст.) плавлення, висока та низька здатність плавлення та порівняльні випробування злитків φ220 мм та φ622 мм проводились на Ti{ {10}}.5Cu сплав.
Щоб зменшити виникнення цих дефектів, необхідно вжити деяких заходів, таких як використання інертного газу для захисту під час процесу зварювання, контроль швидкості зварювання та температурного градієнта, попередній нагрів заготовки для зменшення температурного градієнта, використання відповідних зварювальних матеріалів , прийняття відповідних процесів зварювання тощо. Крім того, суворий контроль вмісту водню під час зварювання та відповідна термічна обробка після зварювання також є важливими засобами для зменшення дефектів.
