Probleme beim Schweißen von Titanrohren

Beim Schweißen von Titanrohren und Titanlegierungen, wenn die Schweißnaht Sauerstoff enthält und der Stickstoffgehalt relativ hoch ist, wird die Schweißnaht oder die wärmebeeinflusste Zone spröde werden. Bei etwa 250℃, beginnt Titan, Wasserstoff zu absorbieren, und ab 400℃, beginnt es, Sauerstoff zu absorbieren, und ab 600℃, beginnt es, Stickstoff zu absorbieren. Die Luft enthält mehr Stickstoff und Sauerstoff, und die Risse werden unter größerer Schweißspannung auftreten. Charakteristisch ist, dass die Risse mehrere Stunden oder sogar noch länger nach dem Schweißen auftreten, was wir als verzögerte Risse bezeichnen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Diffusion von Wasserstoff während des Schweißens die Hauptursache für diese Art von Rissen ist.

Während des Schweißvorgangs diffundiert Wasserstoff aus dem Hochtemperaturschmelzbad in die Wärmeeinflusszone mit niedrigerer Temperatur. Mit der Zunahme des Wasserstoffgehalts steigt die Menge des in der Zone ausgeschiedenen TiH2, was die Sprödigkeit der Wärmeeinflusszone erhöht. Außerdem bilden sich aufgrund der größeren strukturellen Spannung, die durch die Volumenausdehnung der Hydridausscheidung verursacht wird, und der Diffusion und Anhäufung von Wasserstoffatomen in den hochbelasteten Teil der Zone Risse. Die wichtigste Methode zur Verhinderung dieser Art von verzögerten Rissen besteht darin, die Wasserstoffquelle in der Schweißnaht zu reduzieren.

Wenn Titanrohre geschweißt werden, sind Luftlöcher ein Hauptproblem. Der Hauptgrund für die Bildung von Poren ist die Einwirkung von Wasserstoff. Die technischen Maßnahmen zur Verhinderung von Lunkern sind wie folgt:

  1. Beim Schweißen unter dem Schutz von hochreinem Argon darf die Reinheit des Argons nicht weniger als 99,99% betragen.
  2. Gründliche Entfernung von organischen Stoffen wie Oxidhaut und Ölflecken auf der Oberfläche von Titanrohren, Titanplatten und Titanplatten-Rohraugen. Es kann durch chemische und mechanische Methoden gereinigt werden.
  3. Wenden Sie einen guten Gasschutz auf das Schmelzbad an, kontrollieren Sie die Durchflussmenge und die Durchflussrate von Argon, um Turbulenzen zu vermeiden und die Schutzwirkung zu beeinträchtigen.
  4. Durch die Wahl geeigneter Schweißprozessparameter und Schweißspezifikationen sowie die Erhöhung der Verweilzeit im tiefen Becken, um das Entweichen von Blasen zu erleichtern, kann die Porosität wirksam verringert werden.

Beim Schweißen von Titanlegierungen kann die Argongas-Schutzschicht, die durch die Argon-Lichtbogenschweißpistole gebildet wird, nur das Schweißbad vor den schädlichen Auswirkungen der Luft schützen, hat aber keine schützende Wirkung auf die erstarrte Schweißnaht und den angrenzenden Bereich bei hohen Temperaturen. Die Schweißnaht und der angrenzende Bereich haben in diesem Zustand immer noch die Fähigkeit, Stickstoff und Sauerstoff aus der Luft aufzunehmen. Mit zunehmendem Oxidationsgrad ändert sich die Farbe des Schweißgutes und die Plastizität des Schweißgutes nimmt ab. Silberweiß (keine Oxidation), goldgelb (TiO, leichte Oxidation), blau (Ti2O3, leicht starke Oxidation), grau (TiO2, starke Oxidation).

Wenn Titanlegierungen geschweißt werden, ist die Möglichkeit eines Heißrisses sehr gering. Dies liegt daran, dass es nur wenige Verunreinigungen wie S, P und C in Titan und Titanlegierungen gibt. Das von S und P gebildete Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt bildet sich nur selten an der Korngrenze. Darüber hinaus ist der effektive Kristallisationstemperaturbereich eng, und die Schrumpfung von Titan und Titanlegierungen ist während der Erstarrung gering, so dass das Schweißgut keine Heißrisse aufweist.

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