Titan ist ein chemisch sehr aktives Metall, das bei hohen Temperaturen eine große Affinität zu Gasen wie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff aufweist. Insbesondere beim Titanschweißen verstärkt sich diese Fähigkeit mit steigender Schweißtemperatur. Die Praxis hat gezeigt, dass es beim Schweißen von Titanverbindungen zweifellos zu großen Schwierigkeiten kommt, wenn die Absorption und Auflösung von Titan und Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und anderen Gasen während des Schweißens nicht kontrolliert wird.
EINS: Vorwort
In den letzten Jahren hat der wirtschaftliche Aufbau meines Landes mit der Entwicklung der Wirtschaft, insbesondere mit der Vertiefung der Reformen und der Öffnung, große Fortschritte gemacht. Gleichzeitig hat mein Land auch große Fortschritte beim Schweißen von Rohrleitungen und anderen Projekten gemacht. Titanschweißen ist eine relativ verbreitete Schweißart. Beim Titanschweißen hat die gute Qualitätskontrolle des Schweißens einen sehr großen Einfluss auf die Farbe der Schweißnaht beim Titanschweißen. Aufgrund der intuitiven Farbgebung der Titanschweißnaht ist es von großer Bedeutung, die Beziehung zwischen der Farbe der Titanschweißnaht und der Schweißqualität zu untersuchen. In diesem Artikel erörtert der Autor die Beziehung zwischen der Schweißqualität beim Titanschweißen und der Farbe der Titanschweißnaht auf der Grundlage seiner jahrelangen Forschung zur Qualitätskontrolle und zum Prozess des Titanschweißens sowie seiner praktischen Arbeitserfahrung und hofft, auf diesem Gebiet einen gewissen Forschungseffekt erzielen zu können.
ZWEI Der Einfluss der Eigenschaften von Titan auf das Titanschweißen
1. Auswirkungen von Sauerstoff und Stickstoff
Sauerstoff und Stickstoff sind in Titan eingelagert, was das Titangitter verzerrt, den Verformungswiderstand erhöht, die Festigkeit und Härte erhöht, aber die Plastizität und Zähigkeit verringert. Schweißsauerstoff und -stickstoff in der Schweißnaht sind ungünstig und sollten vermieden werden.
2. Die Wirkung von Wasserstoff
Durch die Zunahme des Wasserstoffgehalts verringert sich die Schlagzähigkeit des Titanschweißguts stark, während die Plastizität leicht nachlässt. Darüber hinaus führt das Hydrid zur Sprödigkeit der Verbindung.
3. CO2-Emissionen
Bei Raumtemperatur löst sich Kohlenstoff in Titan in Form von Lücken, was die Festigkeit erhöht und die Plastizität verringert, aber nicht so offensichtlich ist wie bei Sauerstoff und Stickstoff. Wenn der Kohlenstoffgehalt die Löslichkeit überschreitet, bildet sich hartes und sprödes TiC, das in einem Netzwerk verteilt ist und zu Rissen neigt. Die nationale Norm schreibt vor, dass der Kohlenstoffgehalt von Titan und seiner Titanlegierung 0,1 % nicht überschreiten darf. Während des Schweißens kann die Ölverschmutzung des Werkstücks und des Schweißdrahts den Kohlenstoffgehalt erhöhen, daher muss sie während des Schweißens gereinigt werden.
DreiSchweißbarkeitsanalyse von Titan
Titan ist gut schweißbar. Aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit (0,041Cal/Grad·cm·s) schmilzt Titanmetall nur im Lichtbogenverbrennungsbereich und hat eine gute Fließfähigkeit; außerdem hat es einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten (8,6×10-6/Grad, viel kleiner als Kohlenstoffstahl), was die Schweißbarkeit von Titanmetall erheblich verbessert.
VierDie Beziehung zwischen der Schweißfarbe und der Schweißqualität beim Titanschweißen
1. Die Farbänderung der Schweißnaht von Titanrohren aus Titan und Titanlegierungen und ihr Mechanismus zur Entstehung von Defekten
Die Schweißnahtfehler und der Entstehungsmechanismus von Titanrohren und Titanlegierungen sind wie folgt. Beim Schweißen von Titanrohren kann die durch den Argonlichtbogenschweißbrenner gebildete Argongasschutzschicht nur das Schweißbad vor den schädlichen Auswirkungen der Luft schützen und hat keinen Einfluss auf die verfestigte Schweißnaht und ihre Umgebung im Hochtemperaturzustand, während die Schweißnaht des Titanrohrs und ihre Umgebung in diesem Zustand noch eine starke Fähigkeit haben, Stickstoff und Sauerstoff aus der Luft zu absorbieren. Sauerstoff wird ab 400 Grad absorbiert, Stickstoff wird ab 600 Grad absorbiert und Luftspezies enthalten eine große Menge an Stickstoff und Sauerstoff.
Mit der allmählichen Erhöhung des Oxidationsgrades ändert sich die Farbe der Titanrohrschweißnaht und die Plastizität der Schweißnaht nimmt ab. Silberweiß (keine Oxidation) Goldgelb (TiO, Titan beginnt bei etwa 250 Grad C Wasserstoff aufzunehmen. Leicht oxidiert) Blau (leicht oxidiert durch Ti2O3) Grau (stark oxidiert durch TiO2).
2. Die Qualität des Titanschweißens kann anhand der Farbe der Titanschweißoberfläche beurteilt werden
Der Test für verschiedene Farben und Härte von Titanschweißnähten ist wie folgt
(1) Experimente haben gezeigt, dass die Härte der Schweißnaht zunimmt, wenn die Farbe der Schweißnaht intensiver wird, d. h. wenn der Oxidationsgrad der Schweißnaht zunimmt. Durch den Test des Peer-Experiments nimmt die Härte des Titanmetalls zu, wie z. B. Sauerstoff und Stickstoff in der Schweißnaht. Und andere schädliche Substanzen nehmen zu und verringern die Qualität des Schweißens erheblich.
(2) Die Schweißbarkeit von Titan hängt sehr stark mit seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften zusammen. Der entscheidende Punkt ist jedoch, dass Titan bei hohen Temperaturen aufgrund seiner hohen Aktivität leicht durch Luft verunreinigt wird und sich seine Körner bei Erhitzung ausdehnen. Wenn die Schweißverbindung abkühlt, bildet sie eine spröde Phase. Der Schmelzpunkt von Titan ist sehr hoch und kann 1668 ± 10 Grad erreichen, was mehr Energie erfordert als beim Schweißen von Stahl. Gleichzeitig sind die chemischen Eigenschaften von Titan relativ aktiv und es reagiert viel leichter mit O und H als Stahl und wird scharf, wenn es über 600 Grad liegt. Verbindung. Bei 100 Grad werden große Mengen an H und O absorbiert und die Fähigkeit, H zu lösen, ist zehntausendmal größer als die von Stahl, was wiederum Titanhydrid erzeugt, das die Zähigkeit stark verringert. Gasverunreinigungen erhöhen die Neigung zu Kaltrissen und verzögerten Rissen und erhöhen die Kerbempfindlichkeit. Daher sollte die Reinheit des Argongases zum Schweißen nicht unter 99,99 % liegen, die Luftfeuchtigkeit nicht über 0,039 % liegen und der Wasserstoffgehalt des Schweißdrahtes unter 0,002 % liegen. Der Wärmeübergangskoeffizient von Titan beträgt die Hälfte des Wärmeübergangskoeffizienten von Stahl und der Übergang von zu erfolgt bei 882 °C. Unabhängig von der Höhe der Temperatur wachsen die Körner schnell und die Leistung verschlechtert sich erheblich. Daher sollte die Temperatur streng kontrolliert werden, insbesondere beim Schweißen. Hohe Temperaturverweilzeit bei thermischem Zyklus. Beim Schweißen von Titan gibt es kein Problem mit Heißrissen und intergranularen Rissen, aber es gibt Porositätsprobleme, insbesondere beim Schweißen von + Legierungen.
FünfÜberlegungen zum Titanschweißen
Basierend auf den oben genannten Untersuchungen sollten beim Schweißen von Titanmetallen die folgenden Punkte beachtet werden:
1. Während des Titanschweißvorgangs müssen der Schweißbereich und der Hochtemperaturbereich nach dem Schweißen streng geschützt werden, um zu verhindern, dass in den Schweiß- und Hochtemperaturbereich eindringende Luft die Qualität der Schweißnaht ernsthaft beeinträchtigt.
2. Schweißnähte müssen mechanisch bearbeitet werden (Schleifen ist nicht zulässig).
3. Punktschweißen sollte vermieden und eine Hochfrequenz-Lichtbogenzündung verwendet werden.
4. Vermeiden Sie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Wenn eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist, sollte die Wärmebehandlungstemperatur unter 650 Grad liegen.
SechsSchlussbemerkungen
Die Qualitätskontrolle beim Titanschweißen hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die Schweißfarbe beim Titanschweißen. Gleichzeitig kann die Qualität des Titanschweißens auch anhand der Schweißfarbe beim Titanschweißen beurteilt werden. Zwischen beiden besteht eine sehr wichtige Beziehung.
