Vplyv vlastností titánu na zváranie titánu Vplyv kyslíka a dusíka
Kyslík a dusík súintersticiálnepevná látka-riešená v titáne, čo spôsobuje deformáciu titánovej mriežky, zvýšenú odolnosť proti deformácii, zvýšenú pevnosť a tvrdosť a zníženú plasticitu a húževnatosť. Prítomnosť zvarového kyslíka a dusíka vo zvarovom šve je nepriaznivá a treba sa mu vyhnúť.
2. Vplyv vodíka
Nárast vodíka spôsobí prudké zníženie rázovej húževnatosti zvarového kovu titánu, zatiaľ čo plasticita sa mierne zníži.Hydridyspôsobí krehkosť spoja.
3. Vplyv uhlíka
Pri izbovej teplote je uhlíkintersticiálnepevná látka-rozpustená v titáne, čím sa zvyšuje pevnosť a znižuje sa plasticita. Nie je to však také zrejmé ako kyslík a dusík. Keď obsah uhlíka prekročí rozpustnosť,TiC, ktorý je tvrdý a krehký, sa formuje a distribuuje sieťovito-spôsobom, ktorý je náchylný na praskanie. Národná norma stanovuje, že obsah uhlíka v titáne a jeho zliatinách by nemal presiahnuť 0,1 %. Počas zvárania sa olejové škvrny naobroboka zvárací drôt môže zvýšiť obsah uhlíka. Preto je potrebné ich počas zvárania vyčistiť.
III. Analýzazvárateľnosťz titánu
Titán je dobrýzvárateľnosť.Vďaka svojej malej tepelnej vodivosti (0,041 Cal/stupeň ·cm·s) sa titánový kov topí iba v rozsahu horenia oblúka a má dobrú tekutosť. Navyše má malý koeficient tepelnej rozťažnosti (8,6×10-6/ stupeň, oveľa menší ako uhlíková oceľ), čo výrazne zlepšujezvárateľnosťz titánového kovu.
IV. Vzťah medzi farbou titánových zvarov a kvalitou zvárania
1. Farebné zmeny zvarov titánových rúrok a titánových zliatin a mechanizmus vzniku defektov
Chyby a mechanizmus generovania zvarov titánových rúrok a titánových zliatin sú nasledovné. Pri zváraní titánových rúr môže ochranná vrstva argónového plynu, ktorú tvorí argónová zváracia pištoľ, chrániť iba zvarový kúpeľ pred škodlivými účinkami vzduchu, ale nemá žiadny ochranný účinok na zvarový šev a jeho priľahlé oblasti, ktoré už stuhli a sú v stave vysokej-teploty. V tomto stave má zvarový šev titánovej rúry a jeho priľahlá oblasť stále silnú schopnosť absorbovať dusík a kyslík zo vzduchu. Od 400 stupňov do 600 stupňov sa absorbuje kyslík a od 600 stupňov do 800 stupňov sa absorbuje dusík. Vzduch obsahuje veľké množstvo dusíka a kyslíka.
S postupným zvyšovaním úrovne oxidácie sa mení farba zvaru titánovej rúry a znižuje sa plasticita zvarového švu. Pravidlá sú: strieborná-biela (bez oxidácie), zlatožltá (TiO, približne pri 250 stupňoch titán začne absorbovať vodík), modrá (oxidácia Ti2O3 je o niečo závažnejšia), sivá (oxidácia TiO2 je závažná).
2. Farba povrchu titánového zvarového švu sa môže použiť na posúdenie kvality zvárania titánu
Testy rôznych farieb a tvrdosti titánových zvarov sú nasledovné:
(1) Experimentmi bolo dokázané, že s prehlbovaním farby zvarového švu, teda so zvyšovaním stupňa oxidácie zvarového švu, sa zvyšuje tvrdosť zvarového švu. Prostredníctvom experimentov uskutočnených rovesníkmi sa zvyšuje tvrdosť kovového titánu a zvyšujú sa škodlivé látky, ako je kyslík a dusík vo zvarovom šve, čo výrazne znižuje kvalitu zvárania.
(2) Zvárateľnosť titánu a jeho chemické a fyzikálne vlastnosti majú veľmi dôležitý vzťah. Kľúčom je však to, že v podmienkach vysokej-teploty je vysoká reaktivita titánu ľahko ovplyvnená znečistením ovzdušia. Počas zahrievania sa jeho zrná rozťahujú a keď sa zvarový spoj ochladí, vytvorí krehké fázy. Teplota topenia titánu je veľmi vysoká a dosahuje 1668 ± 10 stupňov, čo je viac ako energia potrebná na zváranie ocele. Chemická aktivita titánu je zároveň pomerne aktívna, reaguje s O a H oveľa ľahšie ako oceľ. Pri 600 stupňoch sa rýchlo spája. Pri 100 stupňoch absorbuje H a O vo veľkých množstvách a schopnosť rozpúšťať H je niekoľko desiatok tisíc krát väčšia ako u ocele, čím sa vytvára hydrogenovaný titán, čo spôsobuje prudký pokles húževnatosti. Nárast plynných nečistôt zvyšuje tendenciu praskania za studena a oneskoreného praskania a zvyšuje citlivosť na vruby. Preto by čistota argónového plynu použitého na zváranie nemala byť nižšia ako 99,99 %, vlhkosť by nemala presiahnuť 0,039 % a obsah vodíka vo zváracom drôte by mal byť nižší ako 0,002 %. Koeficient prestupu tepla titánu je 1/2 koeficientu ocele a prechádza transformáciou z na pri 882 stupňoch. Pri vyšších teplotách zrná rýchlo rastú skokom a výkon sa výrazne zhoršuje. Teplota by sa preto mala prísne kontrolovať, najmä pokiaľ ide o trvanie vysokej-teploty v tepelnom cykle zvárania. Pri zváraní titánu nevznikajú problémy horúceho praskania a medzikryštalického praskania, ale vzniká problém pórovitosti, najmä pri zváraní + zliatinách.
V. Bezpečnostné opatrenia pri zváraní titánu
1. Počas zvárania titánu by sa mala vykonávať prísna ochrana oblasti zvárania a oblasti po-zváraní s vysokou-teplotou, aby sa zabránilo vniknutiu vzduchu do oblastí zvárania a oblastí s vysokou-teplotou, čo by malo vážny vplyv na kvalitu zvaru. Preto je potrebný argón s čistotou 99,99 % a ochranné kryty na vlečku.
2. Úkos zvaru by mal byť opracovaný mechanicky (brúsenie nie je povolené).
3. Malo by sa zabrániť bodovému zváraniu a malo by sa použiť vysokofrekvenčné spúšťanie 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 .
