Как да предотвратим пукнатини при заваряване на титанова сплав?

Титановата сплав се превърна в ключов материал в-области от висок клас като космическото, морското инженерство и медицинските устройства поради отличната си специфична якост, устойчивост на корозия и биосъвместимост. Въпреки това, по време на процеса на заваряване,титанова сплавима потенциални рискове от дефекти с пукнатини. Този проблем засяга механичните свойства и безопасността на обслужване на компонентите, ограничавайки широкото му приложение в сценарии за производство на сложни конструкции.

 

I. Механизми и видове заваръчни пукнатини в титанови сплави

Физическите и химичните свойства на титановата сплав определят особеностите на нейния процес на заваряване. Появата на пукнатини е резултат от комбинирания ефект на собствените свойства на материала и факторите на процеса на заваряване. Горещите пукнатини са междукристални повреди при високи температури; студените пукнатини са основната заплаха от водород-предизвиканото напукване; пукнатините при повторно нагряване са скрити опасности по време на лечението със стареене.

 

II. Основни технически мерки за предотвратяване на пукнатини при заваряване на титанови сплави

В отговор на механизмите на заваръчни пукнатини в титанови сплави, технологията за предотвратяване на пукнатини трябва да премине през целия процес на „предварителна -подготовка за заваряване - процес на заваряване - след-обработка на заваряване“.

 

(I) Пред{0}}подготовка за заваряване

В основата на пред{0}}подготовката за заваряване е да се намали въвеждането на примеси и концентрацията на напрежение и да се създадат стабилни условия за процеса на заваряване.

• Избор на неблагороден метал и пълнежен материал: Изберете телове за пълнеж със съответстващи състави. За титанови сплави с висока{1}}якост могат да се добавят бор и цирконий за рафиниране на зърната; смилане/пикелиране за отстраняване на оксидни люспи, маслени петна и други примеси по повърхността на основния метал и теловете за пълнене и завършване на заваряването в рамките на 4 часа след обработката.

 

• Проектиране на фуги и обработка на жлебове: Предпочитайте челни фуги с ъгъл на жлеба, коренна повърхност и празнина; използвайте методи на студена обработка като фрезоване за обработка на канали и термично рязане е забранено.

 

• Контрол на заваръчната среда: Работете в затворен цех със специфична температура и влажност; за важни компоненти, поставете защитни навеси и използвайте обезвлажняващо и прахоустойчиво-оборудване, за да предотвратите навлизането на влага и прах в разтопения басейн.

 

(II) Процес на заваряване

Процесът на заваряване е основната връзка за предотвратяване на пукнатини. Необходимо е да се постигне прецизен контрол на басейна с стопилка и термично-засегнатата зона чрез избор на методи за заваряване, оптимизиране на параметрите на процеса и подобряване на защитата.

 

• Предпочитани методи за заваряване: Дайте приоритет на методите с концентрирана енергия и контролируемо входяща топлина. Използвайте TIG заваряване за тънки плочи (По-малко или равно на 10 mm) и заваряване с PAW за средни и дебели плочи; за висок-области като аерокосмическото заваряване се предпочитат EBW и LBW заваряване (отлични, но висока цена), а ръчното дъгово заваряване е строго забранено.

 

 

• Оптимизиране на параметрите на процеса: Ядрото е да се контролира входящата топлина и скоростта на охлаждане. Ток: 50-80A за тънки плочи, 100-150A за средни и дебели плочи; напрежение: 10-15V; скорост: 5-10mm/s; Междупроходна температура за многослойно заваряване По-малко или равно на 100 градуса.

 

• Подобрени мерки за защита: Използвайте чист -аргон с висок поток с чистота, по-голяма или равна на 99,99%, снабден със заден щит (за да поддържа заваръчния шев хладен под 400 градуса) и защита на гърба (обратно издухване с аргон; за заваряване на тръбопроводи, напълнете тръбата с аргон преди заваряване до съдържанието на кислород<0.01%). It is normal to observe the molten pool showing silvery white; stop welding for treatment if it is blue-purple.

 

(III) Обработка след -заваряване

Обработката след -заваряване може да елиминира остатъчното напрежение и да намали съдържанието на водород, като по този начин предотвратява студени пукнатини и пукнатини при повторно нагряване. Основните процеси са както следва:

 

1. Обработка с дехидрогениране след-заваряване

Приложимо за компоненти от титанови сплави, склонни към студено напукване, приложете веднага след заваряване: задръжте при 200–250 градуса за 2–4 часа, за да насърчите водородната дифузия и утаяване и да попречите на студеното напукване.

 

2. Отгряване за облекчаване на напрежението

Процес: задръжте при 550–650 градуса за 1–2 часа, охладете с пещта до под 300 градуса и след това охладете на въздух. Може да елиминира повече от 80% от остатъчното напрежение, да подобри микроструктурата и да подобри механичните свойства.

За втвърдяващите се със стареене титанови сплави трябва да се използва комбинация от отгряване + стареене, за да се избегнат пукнатини при повторно нагряване.

 

3. Обработка и проверка на повърхността на заваръчния шев

Смилайте, за да премахнете заваръчните шевове, пръските и оксидните люспи и проверете за повърхностни пукнатини;

Използвайте ултразвуково изпитване (UT, чувствителност, по-голяма или равна на Φ2mm плосък-еквивалент на дупка с дъно) и изпитване с проникване (PT, без линейни дефекти) за откриване на вътрешни/повърхностни дефекти;

Пукнатините трябва да бъдат отстранени чрез механично шлайфане и повторно -заваряване съгласно оригиналния процес и повторна -проверка, ако е необходимо.

 

III. Система за контрол на качеството

Освен технически мерки, системата за контрол на качеството на звука е ключът към предотвратяването на пукнатини.

 

• Спецификация на процедурата за заваряване (WPS)

Провеждане на процесни тестове за различни степени на титанови сплави (Gr2, Gr5) и форми на съединения, за да се определят оптималните параметри; строителството без оценка е строго забранено.

 

• Управление на заварчик

Заварчиците трябва да притежават специална квалификация за заваряване на титанови сплави и да са запознати с особеностите и изискванията за предотвратяване на пукнатини при заваряване на титанови сплави.

 

• Проследяемост на целия-процес

Записвайте партидите основен метал и тел за пълнене, параметрите на заваряване, обработката след-заваряване и резултатите от откриването на дефекти през целия процес, за да постигнете точно проследяване на проблемите.