A influência das propriedades do titânio na soldagem de titânio. A influência do oxigênio e do nitrogênio
O oxigênio e o nitrogênio sãointersticialmentesólido-resolvido em titânio, causando distorção da estrutura do titânio, aumento da resistência à deformação, aumento da resistência e dureza e diminuição da plasticidade e tenacidade. A presença de oxigênio e nitrogênio de solda na costura de solda é desfavorável e deve ser evitada.
2. A influência do hidrogênio
O aumento do hidrogênio causará uma diminuição acentuada na resistência ao impacto do metal de solda do titânio, enquanto a plasticidade diminui ligeiramente.Hidretoscausará fragilidade da junta.
3. A influência do carbono
À temperatura ambiente, o carbono éintersticialmentesólido-resolvido em titânio, aumentando a resistência e diminuindo a plasticidade. No entanto, não é tão óbvio quanto o oxigênio e o nitrogênio. Quando o teor de carbono excede a solubilidade,TiC, que é duro e quebradiço, é formado e distribuído em uma-forma semelhante a uma rede, propensa a rachaduras. A norma nacional estipula que o teor de carbono do titânio e suas ligas não deve exceder 0,1%. Durante a soldagem, as manchas de óleo nopeça de trabalhoe o fio de soldagem pode aumentar o teor de carbono. Portanto, é necessário limpá-los durante a soldagem.
III. Análise dosoldabilidadede titânio
Titânio tem bomsoldabilidade.Devido à sua pequena condutividade térmica (0,041 Cal/grau ·cm·s), o titânio metálico só derrete dentro da faixa de queima do arco e tem boa fluidez. Além disso, possui um pequeno coeficiente de expansão térmica (8,6×10-6/grau, muito menor que o do aço carbono), o que melhora muito asoldabilidadede titânio metálico.
4. Relação entre a cor dos cordões de solda de titânio e a qualidade da soldagem
1. Mudanças de cor das costuras de solda do tubo de titânio e liga de titânio e o mecanismo de geração de defeitos
Os defeitos e o mecanismo de geração de costuras de solda de tubo de titânio e liga de titânio são os seguintes. Ao soldar tubos de titânio, a camada protetora de gás argônio formada pela pistola de soldagem a arco de argônio só pode proteger a poça de soldagem dos efeitos nocivos do ar, mas não tem efeito protetor na costura de solda e em sua área adjacente que já solidificou e está em um estado de alta-temperatura. Neste estado, a costura de solda do tubo de titânio e sua área adjacente ainda têm uma forte capacidade de absorver nitrogênio e oxigênio do ar. De 400 a 600 graus, o oxigênio é absorvido, e de 600 a 800 graus, o nitrogênio é absorvido. O ar contém uma grande quantidade de nitrogênio e oxigênio.
À medida que o nível de oxidação aumenta gradualmente, a cor da costura de solda do tubo de titânio muda e a plasticidade da costura de solda diminui. As regras são: prata-branco (sem oxidação), amarelo dourado (TiO, aproximadamente a 250 graus o titânio começa a absorver hidrogênio), azul (a oxidação do Ti2O3 é um pouco mais séria), cinza (a oxidação do TiO2 é severa).
2. A cor da superfície da costura de solda de titânio pode ser usada para avaliar a qualidade da soldagem de titânio
Os testes para diferentes cores e durezas de cordões de solda de titânio são os seguintes:
(1) Foi comprovado por meio de experimentos que à medida que a cor da costura de solda se aprofunda, ou seja, o aumento do grau de oxidação da costura de solda, a dureza da costura de solda aumenta. Através de experimentos conduzidos por pares, a dureza do metal titânio aumenta e substâncias nocivas como oxigênio e nitrogênio na costura de solda aumentam, reduzindo bastante a qualidade da soldagem.
(2) A soldabilidade do titânio e suas propriedades químicas e físicas têm uma relação muito importante. No entanto, a chave reside no fato de que, em condições-de alta temperatura, a alta reatividade do titânio é facilmente afetada pela poluição do ar. Durante o aquecimento, seus grãos se expandem e, quando a junta soldada esfria, formará fases quebradiças. O ponto de fusão do titânio é muito alto, atingindo 1668±10 graus, que é mais do que a energia necessária para soldar o aço. Ao mesmo tempo, a atividade química do titânio é relativamente ativa, reagindo com O e H muito mais facilmente do que o aço. A 600 graus, combina rapidamente. A 100 graus, absorve H e O em grandes quantidades, e a capacidade de dissolver H é várias dezenas de milhares de vezes maior que a do aço, gerando assim titânio hidrogenado, causando uma diminuição acentuada na tenacidade. O aumento nas impurezas do gás aumenta a tendência de trincas a frio e trincas retardadas e aumenta a sensibilidade do entalhe. Portanto, a pureza do gás argônio utilizado para soldagem não deve ser inferior a 99,99%, a umidade não deve exceder 0,039% e o teor de hidrogênio do fio de soldagem deve ser inferior a 0,002%. O coeficiente de transferência de calor do titânio é 1/2 do aço e sofre uma transformação de para 882 graus. Em temperaturas mais altas, os grãos crescem rapidamente e o desempenho se deteriora significativamente. Portanto, a temperatura deve ser rigorosamente controlada, especialmente a duração da alta-permanência de temperatura no ciclo térmico de soldagem. Na soldagem de titânio, não há problemas de trincas a quente e trincas intergranulares, mas há um problema de porosidade, principalmente na soldagem de + ligas.
V. Precauções para soldagem de titânio
1. Durante a soldagem de titânio, proteção rigorosa deve ser realizada para a área de soldagem e a área de alta-temperatura-pós-soldagem para evitar a entrada de ar na soldagem e nas áreas de alta-temperatura, o que teria um sério impacto na qualidade da solda. Portanto, argônio 99,99% puro e coberturas protetoras são necessários.
2. O chanfro da solda deve ser usinado mecanicamente (retificação não é permitida).
3. A soldagem por pontos deve ser evitada e a partida de arco-de alta frequência deve ser adotada.
4. O tratamento térmico pós{1}}soldagem deve ser evitado; se o tratamento térmico pós{2}}soldagem for necessário, a temperatura do tratamento térmico deverá ser inferior a 650 graus.
