تیتانیوم از نظر شیمیایی یک فلز بسیار فعال است که میل ترکیبی زیادی با گازهایی مانند اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن در دماهای بالا دارد، به ویژه در فرآیند جوشکاری تیتانیوم، این توانایی با افزایش دمای جوشکاری قوی‌تر می‌شود. تمرین ثابت کرده است که اگر در حین جوشکاری، جذب و انحلال تیتانیوم و اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و سایر گازها کنترل نشود، بدون شک فرآیند جوشکاری اتصالات تیتانیوم جوش داده شده را با مشکل مواجه خواهد کرد.
یک: پیشگفتار
در سال های اخیر با توسعه اقتصاد به ویژه با تعمیق اصلاحات و گشایش، سازندگی اقتصادی کشورم پیشرفت زیادی داشته است. در عین حال، کشور من در زمینه جوشکاری خطوط لوله و سایر پروژه ها نیز پیشرفت زیادی داشته است. جوش تیتانیوم یک نوع جوشکاری نسبتا رایج است. در فرآیند جوش تیتانیوم، نحوه انجام کار خوب در کنترل کیفیت جوشکاری آن تاثیر بسیار مهمی بر رنگ درز جوشکاری جوش تیتانیوم دارد. با توجه به شهودی بودن رنگ جوش تیتانیوم، مطالعه رابطه بین رنگ درز جوش تیتانیوم و کیفیت جوش اهمیت زیادی دارد. نویسنده در این مقاله به بررسی رابطه بین کیفیت جوشکاری جوش تیتانیوم و رنگ درز جوش تیتانیوم بر اساس سالها تحقیق خود در زمینه کنترل کیفیت و فرآیند جوش تیتانیوم و تجربه کاری عملی می پردازد، امید است که مقدار مشخصی از جوشکاری تیتانیوم را داشته باشد. تحقیق در این زمینه اثر
دو تأثیر ویژگی های تیتانیوم بر جوشکاری تیتانیوم
1. اثرات اکسیژن و نیتروژن
اکسیژن و نیتروژن در تیتانیوم پراکنده شده اند، که شبکه تیتانیوم را مخدوش می کند، مقاومت تغییر شکل را افزایش می دهد، استحکام و سختی را افزایش می دهد، اما انعطاف پذیری و چقرمگی را کاهش می دهد. وجود اکسیژن و نیتروژن جوشکاری در جوش نامطلوب است و باید از آن اجتناب شود.
2. اثر هیدروژن
افزایش هیدروژن باعث می شود چقرمگی ضربه فلز جوش تیتانیوم به شدت کاهش یابد، در حالی که انعطاف پذیری کمی کاهش می یابد و هیدرید باعث شکنندگی اتصال می شود.
3. تاثیر کربن
در دمای اتاق، کربن به شکل شکاف در تیتانیوم حل می شود که باعث افزایش استحکام و کاهش انعطاف پذیری می شود، اما به اندازه اکسیژن و نیتروژن واضح نیست. هنگامی که محتوای کربن از حلالیت فراتر رود، TiC سخت و شکننده تشکیل می‌شود که در شبکه توزیع می‌شود و مستعد ترک است. استاندارد ملی تصریح می کند که محتوای کربن تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم آن نباید از 0.1% تجاوز کند. در حین جوشکاری، آلودگی روغن قطعه کار و سیم جوش می تواند محتوای کربن را افزایش دهد، بنابراین باید در حین جوشکاری تمیز شود.
سهتجزیه و تحلیل جوش پذیری تیتانیوم
تیتانیوم جوش پذیری خوبی دارد. فلز تیتانیوم به دلیل رسانایی حرارتی کوچکش (0.041Cal/ درجه ·cm·s)، فقط در محدوده احتراق قوس ذوب می‌شود و سیالیت خوبی دارد. علاوه بر این، دارای ضریب انبساط حرارتی کوچک (8.6×10-6/درجه، بسیار کوچکتر از فولاد کربنی) است که جوش‌پذیری فلز تیتانیوم را بسیار بهبود می‌بخشد.
چهاررابطه بین رنگ جوش و کیفیت جوش جوش تیتانیوم
1. تغییر رنگ درز جوش تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم و مکانیسم تولید عیب آن
عیوب درز جوشکاری و مکانیسم تولید تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم به شرح زیر است. هنگام جوشکاری لوله های تیتانیوم، لایه محافظ گاز آرگون که توسط مشعل جوشکاری آرگون تشکیل شده است، تنها می تواند حوضچه جوشکاری را در برابر اثرات مضر هوا محافظت کند و تاثیری بر جامد شدن درز جوشکاری و مناطق اطراف آن در حالت دمای بالا نخواهد داشت. هیچ اثر محافظتی ندارد، در حالی که درز جوش لوله تیتانیوم و نواحی اطراف آن در این حالت هنوز توانایی بالایی در جذب نیتروژن و اکسیژن در هوا دارند. اکسیژن از 400 درجه جذب می شود، نیتروژن از 600 درجه جذب می شود و گونه های هوا حاوی مقدار زیادی نیتروژن و اکسیژن هستند.
با افزایش تدریجی سطح اکسیداسیون، رنگ جوش لوله تیتانیوم تغییر می کند و انعطاف پذیری جوش کاهش می یابد. سفید نقره ای (بدون اکسیداسیون) زرد طلایی (TiO، تیتانیوم در حدود 250 درجه سانتیگراد شروع به جذب هیدروژن می کند. کمی اکسید شده) آبی (کمی اکسید شده توسط Ti2O3) خاکستری (به شدت توسط TiO2 اکسید می شود).
2. کیفیت جوش تیتانیوم را می توان با رنگ سطح جوش تیتانیوم قضاوت کرد
تست رنگ های مختلف و سختی جوش تیتانیوم به شرح زیر است
(1) با آزمایشات ثابت شده است که با عمیق شدن رنگ جوش، یعنی درجه اکسیداسیون جوش افزایش می یابد، سختی جوش افزایش می یابد. از طریق آزمایش آزمایش همتا، سختی فلز تیتانیوم مانند اکسیژن و نیتروژن در جوش افزایش می یابد. و سایر مواد مضر افزایش می یابد و کیفیت جوش را بسیار کاهش می دهد.
(2) جوش پذیری تیتانیوم رابطه بسیار مهمی با خواص شیمیایی و فیزیکی آن دارد، اما نکته کلیدی این است که در دمای بالا، فعالیت بالای تیتانیوم به راحتی توسط هوا آلوده می شود و دانه های آن در هنگام گرم شدن منبسط می شوند. هنگامی که اتصال جوش داده شده سرد می شود، یک فاز شکننده را تشکیل می دهد. نقطه ذوب تیتانیوم بسیار بالا است، که می تواند به 1668 ± 10 درجه برسد که انرژی بیشتری نسبت به فولاد جوش دارد. در عین حال، خواص شیمیایی تیتانیوم نسبتاً فعال است و برهمکنش با O و H بسیار راحت تر از فولاد است و وقتی بالای 6{9}}0 درجه باشد، تیز خواهد بود. مرکب در دمای 100 درجه، مقدار زیادی H و O جذب می شود و توانایی انحلال H ده ها هزار بار بیشتر از فولاد است که به نوبه خود هیدرید تیتانیوم تولید می کند که چقرمگی را به شدت کاهش می دهد. ناخالصی های گاز میل به ترک خوردگی سرد و ترک خوردگی تاخیری را افزایش می دهد و حساسیت بریدگی را افزایش می دهد. بنابراین، خلوص گاز آرگون برای جوشکاری نباید کمتر از 99.99٪، رطوبت نباید بیشتر از 0.039٪ باشد، و محتوای هیدروژن سیم جوش باید زیر 0.002٪ باشد. ضریب انتقال حرارت تیتانیوم 1/2 از فولاد است و انتقال از به به در 882 درجه سانتیگراد رخ می دهد. مهم نیست که دما چقدر بالا باشد، دانه ها به سرعت رشد می کنند و عملکرد به طور قابل توجهی بدتر می شود. بنابراین، درجه حرارت باید به شدت کنترل شود، به خصوص جوشکاری. زمان ماند در دمای بالا در چرخه حرارتی در هنگام جوشکاری تیتانیوم مشکلی از ترک های داغ و ترک های بین دانه ای وجود ندارد اما مشکلات تخلخل به خصوص در جوش + آلیاژ وجود دارد.
پنجملاحظات جوشکاری تیتانیوم
بر اساس تحقیقات فوق، فلز تیتانیوم هنگام جوشکاری باید به موارد زیر توجه داشته باشد:
1. در طی فرآیند جوشکاری تیتانیوم، ناحیه جوشکاری و ناحیه دمای بالا پس از جوشکاری باید به شدت محافظت شود تا از ورود هوا به ناحیه جوشکاری و دمای بالا بر کیفیت جوش جلوگیری شود. لازم است.
2. شیارهای جوش باید به صورت مکانیکی پردازش شوند (هیچ سنگ زنی مجاز نیست).
3. باید از جوشکاری نقطه ای اجتناب شود و از راه اندازی قوس با فرکانس بالا استفاده شود.
4. از عملیات حرارتی پس از جوش اجتناب کنید. در صورت نیاز به انجام عملیات حرارتی پس از جوش، دمای عملیات حرارتی باید کمتر از 650 درجه باشد.
ششاظهارات پایانی
کنترل کیفیت جوش تیتانیوم تاثیر بسیار مهمی بر رنگ جوش جوش تیتانیوم دارد. در عین حال، کیفیت جوش تیتانیوم را می توان با توجه به رنگ جوش جوش تیتانیوم نیز قضاوت کرد. رابطه بسیار مهمی بین این دو وجود دارد.
