De acuerdo con las características del material y la soldabilidad del titanio y las aleaciones de titanio, la prueba de soldabilidad se lleva a cabo en los defectos de soldadura de titanio y aleaciones de titanio que son propensos a la oxidación, grietas y poros. A través de la exploración continua de las especificaciones del proceso de soldadura de titanio y aleaciones de titanio, y un análisis razonable de los problemas en el proceso de prueba, se resumen las características y lo esencial del funcionamiento del proceso de soldadura de titanio y aleaciones de titanio.

Clasificación y características del titanio y sus aleaciones

Existen tres tipos de titanio puro industrial: Gr1, Gr2 y Gr3. La diferencia radica en el contenido de impurezas que contienen hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Estas impurezas refuerzan el titanio puro industrial, pero reducen considerablemente su plasticidad. Aunque la resistencia del titanio puro industrial no es alta, tiene una excelente plasticidad y tenacidad, especialmente una buena tenacidad al impacto a baja temperatura y una buena resistencia a la corrosión. Por lo tanto, este material se utiliza sobre todo en la industria química, petrolera, etc., de hecho, se utiliza sobre todo en condiciones de trabajo por debajo de 350 grados centígrados.

Según la estructura a temperatura ambiente de la aleación de titanio recocida. las aleaciones de titanio pueden dividirse en tres tipos:

Aleación de titanio de tipo α, aleación de titanio de tipo (α+β) y aleación de titanio de tipo β.

Entre las aleaciones de titanio de tipo α, se utilizan ampliamente las aleaciones Gr4, Ti-5Al-0,005B, Ti-5Al y Gr6, Gr16. La resistencia de esta aleación puede alcanzar 931N/MM2 a temperatura ambiente, y tiene un rendimiento estable y buena soldabilidad a altas temperaturas (500 grados Celsius).

Las aleaciones de βtitanio están menos extendidas en China, y es necesario ampliar su uso.

El rendimiento de la soldadura del titanio y las aleaciones de titanio presenta muchas características notables. Estas características de soldadura vienen determinadas por las propiedades físicas y químicas del titanio y las aleaciones de titanio.

1. La influencia de la contaminación por gases e impurezas en el rendimiento de la soldadura.

A temperatura ambiente, el titanio y las aleaciones de titanio son relativamente estables. Sin embargo, los experimentos han demostrado que en el proceso de soldadura, las gotitas líquidas y el metal de baño fundido tienen una gran capacidad para absorber hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y en estado sólido, estos gases ya han actuado sobre ellos. A medida que aumenta la temperatura, la capacidad del titanio y las aleaciones de titanio para absorber hidrógeno, oxígeno y nitrógeno también aumenta considerablemente. Empieza a absorber hidrógeno a unos 250 grados centígrados, absorbe oxígeno a partir de 400 grados y absorbe nitrógeno a partir de 600 grados. Después de ser absorbido, causará directamente la fragilización de la unión soldada, que es un factor extremadamente importante que afecta a la calidad de la soldadura.

1.1 La influencia del hidrógeno

Entre las impurezas gaseosas, el hidrógeno es el factor que más afecta a las propiedades mecánicas del titanio. El cambio en el contenido de hidrógeno de la soldadura tiene el impacto más significativo en el rendimiento de impacto de la soldadura. La razón principal es que con el aumento del contenido de hidrógeno de la soldadura, aumenta la precipitación de TiH2 en forma de escamas o agujas en la soldadura. El TiH2 tiene una resistencia muy baja y su resistencia al impacto se reduce considerablemente. El efecto del cambio en el contenido de hidrógeno de la soldadura sobre el aumento de la resistencia y la disminución de la plasticidad no es muy evidente.

1.2 La influencia del oxígeno

El contenido de oxígeno puede aumentar la dureza y la resistencia del titanio y las aleaciones de titanio, pero la plasticidad se reduce considerablemente. Para garantizar el rendimiento de la soldadura, además de evitar la oxidación del cordón de soldadura y la zona afectada por el calor de soldadura durante el proceso de soldadura, al mismo tiempo, también se debe limitar el contenido de oxígeno en el metal base y el alambre de soldadura.

1.3 El efecto del nitrógeno

A una temperatura elevada superior a 700 grados, el nitrógeno y el titanio reaccionan para formar nitruro de titanio quebradizo y duro, que es más grave que el oxígeno. Por lo tanto, el nitrógeno puede mejorar la resistencia a la tracción y la dureza de las soldaduras industriales de titanio puro y reducir la soldadura La plasticidad de la costura es más significativa que la del oxígeno.

1.4 El impacto del carbono

El carbono también es una impureza común en el titanio y las aleaciones de titanio. Los experimentos muestran que cuando el contenido de carbono es 0,13%, el carbono es profundo en α titanio, el límite de resistencia de la soldadura se mejora un poco, y la plasticidad se reduce un poco, pero no es tan fuerte como el oxígeno y el nitrógeno. Sin embargo, cuando el contenido de carbono de la soldadura se incrementa aún más, la soldadura parece tener una red de Tic, y la cantidad de la soldadura aumenta con el aumento del contenido de titanio, lo que reduce en gran medida la plasticidad de la soldadura y es propenso a las grietas bajo la acción de la tensión de soldadura. Por lo tanto, el contenido de carbono del metal base de titanio y aleación de titanio no es superior a 0,1%, y el contenido de carbono de la soldadura no supera el contenido de carbono del metal base.

2. Problema de grietas en las juntas de soldadura

Al soldar titanio y aleaciones de titanio, la posibilidad de que se produzcan grietas calientes en las juntas soldadas es muy pequeña. Esto se debe a que el contenido de impurezas como S, P y C en el titanio y las aleaciones de titanio es pequeño, por lo que el metal de soldadura no producirá grietas calientes.

Al soldar titanio y aleaciones de titanio, pueden aparecer grietas frías en la zona afectada por el calor, que se caracterizan por grietas que se producen varias horas o incluso más después de la soldadura y se denominan grietas retardadas. Los estudios han demostrado que este tipo de grietas está relacionado con la difusión de bombas de hidrógeno durante la soldadura. El método para prevenir este tipo de grietas retardadas consiste principalmente en reducir la fuente de hidrógeno en las juntas soldadas.

3. Porosidad en la soldadura. La porosidad es un problema frecuente. La razón de la formación de porosidad es el efecto del hidrógeno. La formación de poros en el metal de soldadura afecta principalmente a la resistencia a la fatiga de la unión.

3.1 El gas neón de protección debe ser puro, y la pureza no debe ser inferior a 99,99%

3.2 La eliminación completa de la soldadura muestra que la cascarilla de óxido y las manchas de aceite en el hilo de soldadura muestran materia orgánica.

3.3 Aplique una buena protección de gas al baño de fusión, y controle el flujo y el caudal de argón para evitar turbulencias y afectar al efecto de protección.

3.4 Seleccionar correctamente los parámetros del proceso de soldadura, aumentar el tiempo de residencia en la piscina profunda, y hacer que las burbujas escapen, lo que puede reducir eficazmente los poros.

Conclusión: 1. El problema del gas de protección en la soldadura de titanio y aleaciones de titanio es el principal factor que afecta a la calidad de las uniones soldadas.

2. Al soldar titanio y aleaciones de titanio, utilice el menor aporte térmico posible.

3. En la soldadura manual por arco de tungsteno con argón TA2, debe controlarse estrictamente la fuente de hidrógeno para evitar la generación de grietas frías, y debe prestarse atención para evitar la generación de poros.

4. Siempre que la soldadura se realice respetando estrictamente los requisitos del proceso de soldadura y se tomen medidas eficaces de protección contra los gases, se pueden obtener uniones soldadas de alta calidad.