티타늄 및 티타늄 합금의 용접 및 와이어 선택

티타늄 및 티타늄 합금의 재료 특성 및 용접성을 연구했습니다., 산화로 인한 용접 결함을 해결하기 위해 용접성 테스트가 수행되었습니다., 열분해, 티타늄 및 티타늄 합금의 용접시 발생하기 쉬운 기공 및 기공. 티타늄 및 티타늄 합금의 용접 공정 사양에 대한 지속적인 탐구를 통해, 테스트 과정에서 발생하는 문제에 대한 합리적인 분석, 티타늄 및 티타늄 합금 용접 공정의 특성과 운영 필수 사항을 요약합니다..
티타늄과 티타늄의 분류 및 특성
산업용 순수 티타늄에는 세 가지 유형이 있습니다.: TA1, TA2, 그리고 TA3, 수소 함량이 다릅니다., 산소, 및 질소 불순물. 이러한 불순물은 산업용 순수 티타늄을 강화합니다., 그러나 가소성을 크게 감소시킵니다.. 공업용 순수 티타늄은 강도가 낮지만, 가소성과 인성이 우수합니다., 특히 저온 충격 인성이 우수함; 우수한 내식성을 동시에 보유. 그래서, 이 재료는 주로 화학 산업에서 사용됩니다., 석유 산업, 등., 실제로 아래 작업 조건에서 주로 사용됩니다. 350 ℃.
어닐링된 티타늄 합금의 실온 미세 구조에 따르면, 그들은 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다:
알파형 티타늄 합금, (알파+베타) 유형 티타늄 합금, 및 베타형 티타늄 합금.
α 중에서 – 유형 티타늄 합금, TA4의 Ti AI 시리즈 합금, TA5, TA6 유형과 TA7 및 TA8 유형의 Ti+AI+Sn 합금이 일반적으로 사용됩니다.. 실온에서, 이 합금의 강도는 931N/mm2에 달할 수 있습니다., 그리고 그 성능은 고온에서 안정적입니다 (아래에 500 ℃) 좋은 용접성을 가지고.
β의 적용 – 중국의 티타늄 합금 유형은 상대적으로 작습니다., 그리고 그 활용 범위를 더욱 확대할 필요가 있음.
티타늄 및 티타늄 합금의 용접성
티타늄 및 티타늄 합금의 용접 성능에는 많은 중요한 특성이 있습니다., 티타늄 및 티타늄 합금의 물리적, 화학적 특성에 따라 결정됩니다..
가스 및 불순물 오염이 용접 성능에 미치는 영향
실온에서, 티타늄 및 티타늄 합금은 상대적으로 안정적입니다.. 하지만, 용접 과정 중, 액체 방울과 용융 금속은 수소에 강한 흡수 효과를 나타냅니다., 산소, 그리고 질소, 그리고 고체 상태에서, 이 가스들은 이미 그들과 상호 작용했습니다. 온도가 높아지면서, 티타늄 및 티타늄 합금의 수소 흡수 능력, 산소, 질소도 크게 증가합니다. 그들은 대략 수소를 흡수하기 시작합니다. 250 ℃, 산소 400 ℃, 그리고 질소는 600 ℃. 이 가스가 흡수된 후, 용접 조인트가 직접적으로 부서지기 쉽습니다., 이는 용접 품질에 영향을 미치는 매우 중요한 요소입니다..
1.1 수소의 영향
수소는 가스 불순물 중 티타늄의 기계적 성질에 영향을 미치는 가장 중요한 요소입니다..
용접 이음매의 수소 함량 변화는 용접 이음매의 충격 성능에 가장 큰 영향을 미칩니다.. 주된 이유는 용접 이음매의 수소 함량이 증가함에 따라, 용접 이음매에 침전된 TiH2와 같은 플레이크나 바늘의 양이 증가합니다.. TiH2의 강도는 매우 낮습니다., 따라서 시트 또는 바늘 모양의 HiH2의 효과는 주로 노치에 기인합니다., 결과적으로 충격 성능이 크게 저하됩니다.; 용접부의 수소 함량 변화가 강도 향상 및 소성 감소에 미치는 영향은 그리 크지 않습니다..
1.2 산소의 영향
산소는 티타늄의 알파 및 베타 단계 모두에서 높은 수준의 녹는점을 가지고 있습니다., 격자간 고체상을 형성할 수 있음. 티타늄의 결정 상처가 심하게 뒤틀려 있음, 티타늄 및 티타늄 합금의 경도와 강도를 증가시킵니다., 가소성을 크게 줄이면서. 용접 조인트의 성능을 보장하기 위해, 용접 공정 중 용접 심 및 열 영향부의 주요 산화를 엄격히 방지할 뿐만 아니라, 모재와 용접 와이어의 산소 함량도 제한되어야 합니다..
1.3 질소의 영향
이상의 고온에서 700 ℃, 질소와 티타늄은 격렬한 반응을 겪습니다, 부서지기 쉽고 단단한 질화 티타늄 형성 (주석). 산소량에 의한 것보다 질소와 티타늄 사이의 격자간 고용체 형성으로 인한 격자 뒤틀림 정도가 더 심함. 그러므로, 질소는 산업용 순수 티타늄 용접의 인장 강도와 경도를 향상시키고 가소성을 줄이는 데 산소보다 더 중요한 영향을 미칩니다..
1.4 탄소의 영향
탄소는 또한 티타늄 및 티타늄 합금의 일반적인 불순물입니다.. 실험에 따르면 탄소 함량이 0.13%, 알파 티타늄의 깊은 존재로 인해, 용접 이음매의 강도 한계가 약간 증가하고 소성이 약간 감소합니다., 그러나 산소와 질소의 효과만큼 강하지는 않습니다.. 하지만, 용접 이음새의 탄소 함량이 더 증가하면, TiC 네트워크가 용접 이음새에 나타납니다., 탄소 함량이 증가함에 따라 그 양이 증가합니다., 용접 이음새의 소성을 급격히 감소시키고 용접 응력으로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다.. 그러므로, 티타늄 및 티타늄 합금 기본 재료의 탄소 함량은 다음을 초과해서는 안됩니다. 0.1%, 용접부의 탄소 함량은 모재의 탄소 함량을 초과해서는 안 됩니다.
2? 용접 조인트 균열 문제
티타늄 및 티타늄 합금을 용접할 때, 용접 조인트의 고온 균열 가능성은 매우 적습니다.. S 등의 불순물이 함유되어 있기 때문입니다., 피, 티타늄 및 티타늄 합금의 C는 매우 낮습니다., S와 P에 의해 형성된 저융점 공융은 결정립계에 나타나기 쉽지 않습니다.. 게다가, 효과적인 결정화 온도 범위가 좁습니다., 티타늄 및 티타늄 합금의 응고 중 수축은 작습니다., 그래서 용접 금속은 뜨거운 균열을 일으키지 않습니다..
티타늄 및 티타늄 합금 용접 중, 열 영향을 받는 부위에 차가운 균열이 나타날 수 있습니다., 용접 후 몇 시간 이상 발생하는 지연 균열이 특징입니다.. 연구에 따르면 이러한 유형의 균열은 용접 공정 중 수소폭탄의 확산과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.. 용접 과정 중, 수소는 고온의 깊은 풀에서 저온의 열 영향 구역으로 확산됩니다.. 수소 함량의 증가는 이 구역에 침전된 TiH2의 양을 증가시킵니다., 열 영향부의 취성 증가. 게다가, 수소화물 침전 중 부피 팽창은 상당한 조직 스트레스를 유발합니다., 그리고 수소 원자는 이 구역의 높은 응력 영역을 향해 확산되고 응집됩니다., 결과적으로 균열이 발생합니다.. 지연균열 발생을 방지하는 주요 방법은 용접 이음부에서 수소 발생원을 줄이는 것입니다.. 인보이스 발행 시, 화염 억제 처리도 필요합니다.
3? 용접 이음새의 기공 문제
기공은 티타늄 및 티타늄 합금 용접 시 흔히 발생하는 문제입니다.. 기공이 생기는 근본적인 이유는 수소의 영향 때문입니다. 용접 금속의 기공 형성은 주로 접합부의 피로 강도에 영향을 미칩니다..
모공 형성을 방지하기 위한 주요 공정 조치는 다음과 같습니다.:
3.1 네온가스의 보호는 순수해야 합니다, 이상의 순도를 지닌 99.99%
3.2 용접부위 및 용접와이어 표면의 산화스케일, 오일스테인 등의 유기물을 철저하게 제거합니다..
3.3 용융 풀에 우수한 가스 보호 적용, 난류를 방지하고 보호 효과에 영향을 미치기 위해 아르곤 가스의 유량과 속도를 제어합니다..
3.4 용접 공정 매개변수를 올바르게 선택하고 깊은 풀의 유지 시간을 늘려 기포의 탈출을 방지하면 다공성을 효과적으로 줄일 수 있습니다..
결론
티타늄 및 티타늄 합금 용접의 가스 보호 문제는 용접 조인트의 품질에 영향을 미치는 주요 요인입니다..
티타늄 및 티타늄 합금을 용접할 때, 작은 열 입력은 가능한 한 많이 사용되어야 합니다.
TA2 수동 텅스텐 불활성 가스 용접을 할 때, 콜드 크랙 발생을 방지하기 위해 수소 공급원을 엄격하게 제어해야 합니다., 모공이 생기지 않도록 주의해야 합니다..
용접 공정 요구 사항에 따라 용접을 엄격하게 수행하고 효과적인 가스 보호 조치를 취하는 한, 고품질 용접 조인트를 얻을 수 있습니다.