Com prevenir les esquerdes a la soldadura d'aliatge de titani?

L'aliatge de titani s'ha convertit en un material clau en camps-de gamma alta com ara l'aeroespacial, l'enginyeria marina i els dispositius mèdics a causa de la seva excel·lent resistència específica, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. No obstant això, durant el procés de soldadura,aliatge de titanité riscos potencials de defectes d'esquerdes. Aquest problema afecta les propietats mecàniques i la seguretat del servei dels components, restringint la seva àmplia aplicació en escenaris de fabricació d'estructures complexes.

 

 

Les propietats físiques i químiques de l'aliatge de titani determinen la particularitat del seu procés de soldadura. L'aparició d'esquerdes és el resultat de l'efecte combinat de les propietats pròpies del material i els factors del procés de soldadura. Les esquerdes calentes són fallades intergranulars a altes temperatures; les esquerdes fredes són l'amenaça principal de l'esquerda-induïda per l'hidrogen; Les esquerdes de reescalfament són perills ocults durant el tractament de l'envelliment.

 

 

En resposta als mecanismes de soldadura d'esquerdes en aliatges de titani, la tecnologia de prevenció d'esquerdes ha de durar tot el procés de "pre-preparació de la soldadura - procés de soldadura - post-tractament de soldadura".

 

(I) Preparació pre-soldadura

El nucli de la preparació pre-de soldadura és reduir la introducció d'impureses i la concentració d'estrès, i crear condicions estables per al procés de soldadura.

• Selecció de metall base i material de farciment: trieu cables de farciment amb composicions coincidents. Per als aliatges de titani-d'alta resistència, es pot afegir bor i zirconi per refinar els grans; triturar / escabetxar per eliminar les escates d'òxid, les taques d'oli i altres impureses a la superfície del metall base i els cables de farciment, i completar la soldadura en les 4 hores posteriors al tractament.

 

• Disseny de juntes i processament de solcs: preferiu juntes a tope amb un angle de solc, cara de l'arrel i espai; Utilitzeu mètodes de treball en fred com el fresat per al processament de solcs, i el tall tèrmic està prohibit.

 

• Control de l'entorn de soldadura: operar en un taller tancat amb temperatura i humitat específiques; per als components importants, instal·leu cobertes de protecció i utilitzeu equips de deshumidificació i{0}}a prova de pols per evitar que la humitat i la pols entrin a la piscina fosa.

 

(II) Procés de soldadura

El procés de soldadura és l'enllaç bàsic de la prevenció d'esquerdes. Cal aconseguir un control precís de la piscina fosa i de la zona afectada-de calor mitjançant la selecció de mètodes de soldadura, l'optimització dels paràmetres del procés i la millora de la protecció.

 

• Mètodes de soldadura preferits: prioritzeu els mètodes amb energia concentrada i entrada de calor controlable. Utilitzeu la soldadura TIG per a plaques primes (menys o igual a 10 mm) i la soldadura PAW per a plaques mitjanes i gruixudes; per a camps de gamma alta-com ara aeroespacial, es prefereix la soldadura EBW i LBW (excel·lent però d'alt cost) i la soldadura manual per arc està estrictament prohibida.

 

 

• Optimització dels paràmetres del procés: el nucli és controlar l'entrada de calor i la velocitat de refrigeració. Actual: 50-80A per a plaques primes, 100-150A per a plaques mitjanes i gruixudes; tensió: 10-15V; velocitat: 5-10 mm/s; Temperatura interpass per a la soldadura multicapa Menor o igual a 100 graus.

 

• Mesures de protecció millorades: utilitzeu argó pur d'alt -flux amb una puresa superior o igual al 99,99%, equipat amb un escut posterior (per mantenir la costura de soldadura fresca per sota dels 400 graus) i una protecció posterior (bufat d'argó; per a la soldadura de canonades, ompliu la canonada d'argó abans de soldar fins al contingut d'oxigen).<0.01%). It is normal to observe the molten pool showing silvery white; stop welding for treatment if it is blue-purple.

 

(III) Tractament post-soldadura

El tractament post-soldadura pot eliminar l'estrès residual i reduir el contingut d'hidrogen, evitant així esquerdes per fred i esquerdes per reescalfament. Els processos bàsics són els següents:

 

1. Tractament de deshidrogenació post-soldadura

Aplicable a components d'aliatge de titani propensos a esquerdes en fred, implementar immediatament després de la soldadura: mantenir a 200-250 graus durant 2-4 hores per afavorir la difusió i la precipitació de l'hidrogen i inhibir el craqueig en fred.

 

2. Recuit per alleujar l'estrès

Procés: mantenir a 550-650 graus durant 1-2 h, refredar amb el forn a menys de 300 graus i després refredar a l'aire. Pot eliminar més del 80% de l'estrès residual, refinar la microestructura i millorar les propietats mecàniques.

Per als aliatges de titani que s'endureixin l'envelliment, cal combinar el recuit i l'envelliment per evitar esquerdes de reescalfament.

 

3. Tractament i inspecció de superfícies de soldadura

Tritureu per eliminar cordons de soldadura, esquitxades i escates d'òxid i comproveu si hi ha esquerdes superficials;

Utilitzeu proves d'ultrasons (UT, sensibilitat superior o igual a l'equivalent de forat de fons pla-Φ2 mm) i proves de penetració (PT, sense defectes lineals) per detectar defectes interns/superficials;

Les esquerdes s'han d'eliminar mitjançant la mòlta mecànica i, si cal, cal fer-soldadura segons el procés original i una re-inspecció.

 

 

Llevat de les mesures tècniques, un sistema de control de qualitat de so és la clau per prevenir esquerdes.

 

• Especificació del procediment de soldadura (WPS)

Realitzar proves de procés per a diferents graus d'aliatge de titani (Gr2, Gr5) i formes d'unió per determinar els paràmetres òptims; La construcció sense avaluació està estrictament prohibida.

 

• Gestió de soldadors

Els soldadors han de tenir qualificacions especials per a la soldadura d'aliatge de titani i estar familiaritzats amb les particularitats i els requisits de prevenció d'esquerdes de la soldadura d'aliatge de titani.

 

• Traçabilitat-de tot el procés

Enregistreu els lots de metalls bàsics i filferro de farciment, els paràmetres de soldadura, el tractament posterior a la-soldadura i els resultats de detecció de defectes durant tot el procés per aconseguir una traçabilitat precisa dels problemes.