La influencia de las propiedades del titanio en la soldadura de titanio. La influencia del oxígeno y el nitrógeno.
El oxígeno y el nitrógeno sonintersticialmentesólido-disuelto en titanio, lo que provoca distorsión de la red de titanio, mayor resistencia a la deformación, mayor resistencia y dureza, y menor plasticidad y tenacidad. La presencia de oxígeno y nitrógeno de soldadura en el cordón de soldadura es desfavorable y debe evitarse.
2. La influencia del hidrógeno
El aumento de hidrógeno provocará una fuerte disminución en la tenacidad al impacto del metal de soldadura de titanio, mientras que la plasticidad disminuye ligeramente.hidruroscausará fragilidad en la articulación.
3. La influencia del carbono
A temperatura ambiente, el carbono esintersticialmentesólido-disuelto en titanio, aumentando la resistencia y disminuyendo la plasticidad. Sin embargo, no es tan obvio como el oxígeno y el nitrógeno. Cuando el contenido de carbono excede la solubilidad,Tic, que es duro y quebradizo, se forma y distribuye en forma de red-, lo que es propenso a agrietarse. La norma nacional estipula que el contenido de carbono del titanio y sus aleaciones no debe exceder el 0,1%. Durante la soldadura, las manchas de aceite en lapieza de trabajoy el alambre de soldadura puede aumentar el contenido de carbono. Por tanto, es necesario limpiarlos durante la soldadura.
III. Análisis de lasoldabilidadde titanio
El titanio tiene buenasoldabilidad.Debido a su pequeña conductividad térmica (0,041 Cal/grado·cm·s), el metal titanio sólo se funde dentro del rango de combustión del arco y tiene buena fluidez. Además, tiene un pequeño coeficiente de expansión térmica (8,6×10-6/grado, mucho menor que el del acero al carbono), lo que mejora enormemente lasoldabilidadde metal titanio.
IV. Relación entre el color de las costuras de soldadura de titanio y la calidad de la soldadura
1. Cambios de color de las costuras de soldadura de los tubos de titanio y de aleación de titanio y el mecanismo de generación de defectos.
Los defectos y el mecanismo de generación de las costuras de soldadura de tubos de titanio y aleaciones de titanio son los siguientes. Al soldar tubos de titanio, la capa protectora de gas argón formada por la pistola de soldadura por arco de argón solo puede proteger el baño de soldadura de los efectos nocivos del aire, pero no tiene ningún efecto protector sobre la costura de soldadura y su área adyacente que ya se ha solidificado y se encuentra en un estado de alta-temperatura. En este estado, la costura de soldadura del tubo de titanio y su área adyacente todavía tienen una gran capacidad para absorber nitrógeno y oxígeno del aire. De 400 grados a 600 grados, se absorbe oxígeno y de 600 grados a 800 grados, se absorbe nitrógeno. El aire contiene una gran cantidad de nitrógeno y oxígeno.
A medida que el nivel de oxidación aumenta gradualmente, el color de la costura de soldadura del tubo de titanio cambia y la plasticidad de la costura de soldadura disminuye. Las reglas son: blanco plateado- (sin oxidación), amarillo dorado (TiO, aproximadamente a 250 grados, el titanio comienza a absorber hidrógeno), azul (la oxidación de Ti2O3 es un poco más grave), gris (la oxidación de TiO2 es grave).
2. El color de la superficie de la costura de soldadura de titanio se puede utilizar para juzgar la calidad de la soldadura de titanio.
Las pruebas para diferentes colores y dureza de las costuras de soldadura de titanio son las siguientes:
(1) Se ha demostrado mediante experimentos que a medida que el color de la costura de soldadura se intensifica, es decir, el aumento del grado de oxidación de la costura de soldadura, aumenta la dureza de la costura de soldadura. A través de experimentos realizados por pares, la dureza del metal titanio aumenta y las sustancias nocivas como el oxígeno y el nitrógeno en la costura de soldadura aumentan, lo que reduce en gran medida la calidad de la soldadura.
(2) La soldabilidad del titanio y sus propiedades químicas y físicas tienen una relación muy importante. Sin embargo, la clave radica en que en condiciones de alta-temperatura, la alta reactividad del titanio se ve fácilmente afectada por la contaminación del aire. Durante el calentamiento, sus granos se expanden y cuando la junta soldada se enfría formará fases quebradizas. El punto de fusión del titanio es muy alto, alcanzando 1668 ± 10 grados, que es más que la energía necesaria para soldar acero. Al mismo tiempo, la actividad química del titanio es relativamente activa y reacciona con O y H mucho más fácilmente que el acero. A 600 grados, se combina rápidamente. A 100 grados, absorbe H y O en grandes cantidades, y la capacidad de disolver H es varias decenas de miles de veces mayor que la del acero, generando así titanio hidrogenado, provocando una fuerte disminución de la tenacidad. El aumento de las impurezas del gas aumenta la tendencia al agrietamiento en frío y al agrietamiento retardado, y aumenta la sensibilidad a la entalla. Por lo tanto, la pureza del gas argón utilizado para soldar no debe ser inferior al 99,99%, la humedad no debe exceder el 0,039% y el contenido de hidrógeno del alambre de soldadura debe ser inferior al 0,002%. El coeficiente de transferencia de calor del titanio es la mitad del del acero y sufre una transformación de a 882 grados. A temperaturas más altas, los granos crecen rápidamente a pasos agigantados y el rendimiento se deteriora significativamente. Por lo tanto, la temperatura debe controlarse estrictamente, especialmente la duración de la permanencia de alta temperatura en el ciclo de calor de soldadura. Al soldar titanio, no hay problemas de agrietamiento en caliente ni de agrietamiento intergranular, pero sí hay un problema de porosidad, especialmente al soldar + aleaciones.
V. Precauciones para la soldadura de titanio
1. Durante la soldadura de titanio, se debe llevar a cabo una protección estricta para el área de soldadura y el área de alta-temperatura posterior a la soldadura para evitar la entrada de aire en la soldadura y en las áreas de alta-temperatura, lo que tendría un impacto grave en la calidad de la soldadura. Por lo tanto, se necesitan argón puro al 99,99 % y cubiertas protectoras posteriores.
2. El bisel de soldadura debe mecanizarse mecánicamente (no se permite el rectificado).
3. Se debe evitar la soldadura por puntos y se debe adoptar el inicio del arco de alta-frecuencia.
4. Se debe evitar el tratamiento térmico posterior-a la soldadura; Si es necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura, la temperatura del tratamiento térmico debe ser inferior a 650 grados.
