titánje vysoko reaktívny kov, ktorý pri vysokých teplotách vykazuje silnú afinitu k plynom, ako je kyslík, vodík a dusík; táto afinita sa stáva ešte výraznejšou, keď teplota zvárania stúpa, najmä počas procesu zvárania titánu. Praktické skúsenosti ukázali, že ak absorpcia a rozpúšťanie plynov, ako je kyslík, vodík a dusík titánom nie sú kontrolované počas zvárania, bude to nepochybne predstavovať významné výzvy pre výrobu titánových zvarových spojov.
I. Úvod
V posledných rokoch s hospodárskym rozvojom-a najmä s neustálym prehlbovaním reforiem a{1}}otváraním sa- dosiahla čínska ekonomická výstavba obrovský pokrok. Čína zároveň urobila významný pokrok v oblasti zvárania pre inžinierske projekty, ako sú potrubia. Zváranie titánu je pomerne bežný typ zvárania a zabezpečenie efektívnej kontroly kvality počas procesu má zásadný vplyv na farbu titánového zvaru. Vzhľadom na vizuálnu povahu farby zvaru titánu má výskum vzťahu medzi farbou zvaru a kvalitou zvaru veľký význam. V tomto článku autor čerpá z dlhoročného výskumu a praktických skúseností v oblasti kontroly kvality zvárania titánu a technológie procesu, aby preskúmal vzťah medzi kvalitou zvaru a farbou zvaru pri zváraní titánu, s nádejou, že prispeje k výskumu v tejto oblasti.
II. Vplyv vlastností titánu na zváranie titánu
1. Vplyv kyslíka a dusíka
Kyslík a dusík sú intersticiálne rozpustené v titáne, čo spôsobuje deformáciu mriežky. To zvyšuje odolnosť proti deformácii, ako aj pevnosť a tvrdosť, ale znižuje plasticitu a húževnatosť. Prítomnosť kyslíka a dusíka vo zvare je nežiaduca a treba sa jej vyhnúť.
2. Účinok vodíka
Nárast vodíka spôsobuje prudký pokles rázovej húževnatosti titánového zvarového kovu, zatiaľ čo plasticita klesá len mierne; hydridy môžu spôsobiť krehkosť spoja.
3. Účinok uhlíka
Pri izbovej teplote je uhlík intersticiálne rozpustený v titáne, čím sa zvyšuje pevnosť a znižuje sa plasticita, aj keď nie tak výrazne ako v prípade kyslíka a dusíka. keď obsah uhlíka prekročí hranicu rozpustnosti, vzniká tvrdý a krehký TiC. Tento TiC sa distribuuje v sieti-a je náchylný na praskanie. Čínske národné normy stanovujú, že obsah uhlíka v titáne a jeho zliatinách nesmie prekročiť 0,1 %. Počas zvárania môže znečistenie obrobku a zváracieho drôtu olejom zvýšiť obsah uhlíka; preto je pred zváraním potrebné dôkladné čistenie.
III. Analýza zvariteľnosti titánu
Titán má dobrú zvárateľnosť. Vďaka svojej nízkej tepelnej vodivosti (0,041 Cal/stupeň ·cm·s) sa titánový kov topí iba v zóne oblúka a vykazuje dobrú tekutosť; okrem toho má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (8,6 × 10⁻⁶/stupeň, oveľa nižší ako uhlíková oceľ), čo výrazne zlepšuje zvárateľnosť kovového titánu.
IV. Vzťah medzi farbou zvaru a kvalitou zvárania pri zváraní titánu
1. Farebné zmeny vo zvaroch titánových rúr a rúrok z titánových zliatin a mechanizmus tvorby defektov
Poruchy rúr z titánu a zliatin titánu a ich mechanizmy vzniku sú nasledovné: Počas zvárania titánových rúr môže argónový plynový štít vytvorený horákom TIG chrániť zvarový kúpeľ pred škodlivými účinkami vzduchu; neposkytuje žiadnu ochranu zvaru a jeho okolitým oblastiam, ktoré už stuhli, ale zostávajú pri vysokých teplotách. Avšak zvary titánových rúr a ich okolité oblasti v tomto stave majú stále silnú schopnosť absorbovať dusík a kyslík zo vzduchu. Absorpcia kyslíka začína pri 400 stupňoch a absorpcia dusíka pri 600 stupňoch, zatiaľ čo vzduch obsahuje veľké množstvo dusíka aj kyslíka.
S postupným zvyšovaním stupňa oxidácie sa mení farba zvaru titánovej rúry a znižuje sa ťažnosť zvaru. Strieborná-biela (bez oxidácie); zlatožltá (TiO; titán začína absorbovať vodík pri približne 250 stupňoch; mierna oxidácia); modrá (Ti₂O3; stredne silná oxidácia); sivá (TiO₂; silná oxidácia).
2. Kvalitu titánových zvarov možno posúdiť na základe farby ich povrchov.
Testovanie rôznych farieb a úrovní tvrdosti titánových zvarov je znázornené na obrázku nižšie
(I) Experimenty ukázali, že keď farba zvaru tmavne,{0}}teda so zvyšujúcim sa stupňom oxidácie-zvyšuje sa aj tvrdosť zvaru. Podľa testov vykonaných rovesníkmi so zvyšujúcou sa tvrdosťou titánu stúpa koncentrácia škodlivých látok, ako je kyslík a dusík vo zvare, čo výrazne znižuje kvalitu zvaru.
(2) Zvárateľnosť titánu úzko súvisí s jeho chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami. Kľúčovým problémom však je, že pri vysokých teplotách je vysoká reaktivita titánu náchylná na atmosférickú kontamináciu. Pri zahrievaní sa jeho zrná rozťahujú a pri ochladzovaní zvarového spoja to vedie k tvorbe krehkých fáz. Titán má veľmi vysoký bod topenia, dosahujúci 1668 ± 10 stupňov, čo vyžaduje ešte viac energie ako zváranie ocele. Zároveň je titán chemicky veľmi reaktívny a reaguje s O a H oveľa ľahšie ako oceľ, pričom pri teplotách nad 600 stupňov podlieha rýchlym chemickým reakciám. Absorbuje veľké množstvo H a O už pri 100 stupňoch, pričom rozpustnosť vodíka je desaťtisíckrát väčšia ako v oceli, čo vedie k tvorbe hydridu titánu a prudkému poklesu húževnatosti. Plynné nečistoty zvyšujú náchylnosť na trhliny za studena a oneskorené trhliny, ako aj citlivosť na vruby. Čistota argónu používaného na zváranie by preto nemala byť nižšia ako 99,99 %, obsah vlhkosti by nemal prekročiť 0,039 % a obsah vodíka vo zváracom drôte by mal byť nižší ako 0,002 %. Koeficient prestupu tepla titánu je polovičný v porovnaní s oceľou. K fázovej transformácii -na{18}} dochádza pri 882 stupňoch; pri vyšších teplotách zrná rýchlo rastú{20}}ako krok, čo spôsobuje výrazné zhoršenie vlastností. Preto je potrebné prísne kontrolovať teplotu, najmä čas zotrvania pri vysokých teplotách počas tepelného cyklu zvárania. Zatiaľ čo praskanie za tepla a medzikryštalické praskanie nie sú problémom pri zváraní titánu, môže sa vyskytnúť pórovitosť, najmä pri zváraní + zliatin.
V. Bezpečnostné opatrenia pri zváraní titánu
Na základe vyššie uvedeného výskumu je potrebné pri zváraní titánu riešiť nasledujúce problémy:
1. Počas procesu zvárania titánu musí byť oblasť zvaru a oblasť ovplyvnená-teplom po zváraní- prísne chránená, aby sa zabránilo vniknutiu vzduchu do zvaru a zón ovplyvnených teplom-, čo by mohlo vážne ohroziť kvalitu zvaru. Preto je nevyhnutný 99,99% čistý argón a koncový štít.
2. Drážky zvarov musia byť opracované (brúsenie nie je povolené);
3. Mali by ste sa vyhnúť lepeniu a mali by ste použiť vysokofrekvenčnú iniciáciu oblúka.
4. Je potrebné vyhnúť sa tepelnému spracovaniu po-zvarení; ak je potrebné tepelné spracovanie po-zváraní, teplota tepelného spracovania by mala byť nižšia ako 650 stupňov .
VI. Záver
Kontrola kvality pri zváraní titánu má významný vplyv na farbu zvaru; zároveň možno kvalitu zvaru posúdiť na základe jeho farby. Medzi týmito dvoma faktormi je veľmi dôležitý vzťah.
E-e-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresa: No.35, Baoti Rd, mesto Baoji, provincia Shaanxi, Čína
Kontakt: pán Gary Chen
Telefón: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
