Титанът е 45% по-лек от стоманата, 60% по-тежък от алуминия и повече от три пъти по-здрав от всеки от тях. Въпреки че е много по-скъп от много други метали, той предлага по-висока устойчивост на корозия, по-ниски разходи за жизнения цикъл, по-дълъг експлоатационен живот и по-ниски разходи за поддръжка и поддръжка. Обичайните приложения включват военни, космически, морски, химически, производство на електроенергия, добив на нефт и газ и медицински устройства.
Титанът е реактивен метал, който лесно взаимодейства с кислорода, предразположен е към окислително замърсяване и е труден за заваряване. Въпреки това, внимателна подготовка, последователна техника и обширна практика могат да постигнат успешно заваряване.
Заваряване на титан
Чистотата е от съществено значение
Заваряването на титаниеви заварени тръби изисква изключително чист основен метал, допълнителен метал и заваръчната среда трябва да бъде перфектна. Заварчиците, които втриват лосиони за тяло като кремове за ръце, грес от процеси на формоване и разтягане, прах от магазина, боя, мръсотия, флуиди за рязане и смазочни материали, могат да допринесат за крехкостта и разрушаването на заваръчния шев.
Почистете работната зона, като премахнете всички видове отломки и се уверете, че сте избрали място с нисък въздушен поток и се опитайте да запазите околната среда възможно най-безветрено, за да избегнете смущения на защитния газ по време на заваряване. След това почистете маслото от пълнителя и основния метал: Носете нитрилни ръкавици, специално предназначени за тази цел, за да предотвратите триенето на крем за ръце върху ръцете на оператора или масло, прикрепено към други ръце, върху титановата тръба, която ще бъде заварена. След това метил етил кетон (MEK) се нанася върху чиста кърпа без мъх и титанът се избърсва, за да се отстранят всички останали повърхностни замърсители. В този момент поставете пръчката за пълнене в запечатан контейнер, за да предотвратите по-нататъшно замърсяване.
Отстранете оксидния слой, образуван от реакцията между титан и кислород върху повърхността на тръбата преди заваряване. Този оксиден слой осигурява на титана значителна устойчивост на корозия. Въпреки това, той трябва да бъде отстранен преди заваряване, тъй като се топи при температури, по-високи от тези на титана и може да навлезе в разтопената заваръчна вана, създавайки включвания, които отслабват междинния слой.
Или шлифовъчна машина с твърдосплавен инструмент за премахване на ръбове, или твърдосплавна пила специално за титан ще свършат по-добра работа за премахване на оксидния слой от заварени съединения. Препоръчително е да не използвате кадифе и абразиви. Поради замърсяване. Не забравяйте да използвате ниска скорост на смилане, за да предотвратите прегряване. След като оксидният слой се отстрани, избършете отново фугата с кърпа, навлажнена с MEK или ацетон. Някои разтворители имат ниска точка на възпламеняване и разтворителят трябва да се изпари напълно, преди да запали дъгата.
Сглобяването вероятно е по-важно за титанови тръби, отколкото за всяка друга метална тръба, тъй като е от решаващо значение да се предотврати навлизането на кислород в заваръчния шев. Съединението трябва да е квадратно (не трябва да се образуват v-образни празнини), за да се намали количеството топлина и заваръчен метал, необходими за запълване на съединението, което от своя страна намалява потенциала за изгаряния и замърсяване.
Затегнете частта върху позиционер или маса, за да сте сигурни, че краищата са съединени възможно най-плътно и точно.
Повечето тънкостенни титанови тръби и тръби не изискват предварително загряване. Въпреки това, ако планирате да заварявате титанови тръби с дебелина над 1/3 инча, консултирайте се с вашия доставчик на заваръчно оборудване, тъй като известно предварително и последващо нагряване може да бъде от полза.
Значение на покритието със защитен газ
За заваряване на титан се препоръчва чист газ аргон поради неговата чистота и ниско съдържание на вода. Смес аргон/хелий 75/25 може да се използва за подобряване на стабилността и увеличаване на проникването само когато е посочено.
Американското дружество по заваряване (AWS) препоръчва измерване на чистотата на заваръчните газове, за да се гарантира, че отговарят на стандартите за всяко приложение. Защитните газове трябва да са с чистота най-малко 99,995 процента, с не повече от 20 части на милион (PPM) кислород и точка на оросяване над -76 градуса по Фаренхайт. Други приложения изискват поток от 99,999% чист аргон.
Важно е да оборудвате фенерчето с накрайник. В противен случай рискът от замърсяване с кислород се увеличава, а с това и възможността от разкъсване. Някои заварчици произвеждат свои собствени щитове за опашки, въпреки че има много стилове, които могат да бъдат закупени. Изтеглящият се предпазител отговаря на формата на тръбата и следва горелката GTAW по дължината на тръбата. Екранът осигурява допълнителна аргонова защита за заваръчния шев след горелката и нейния поток от аргонов газ. Настройването на потока на горелката и последващия защитен газ на 20 кубични фута на час (CFH) осигурява по-добро покритие на защитен газ.
Винаги използвайте чисти, непорести пластмасови маркучи за подаване на защитен газ към горелката, задния щит и продухващия модул.
Опции за метален пълнеж
Използвайте присаден метал, когато заварявате титанови тръби с дебелина над 0.010 инча (вижте Фигура 1). Като цяло добавъчният метал трябва да бъде от същия клас като титана, който се заварява - теоретично той трябва да е идентичен. Допускат се изключения за определени приложения, като например когато добавъчният метал има по-ниска граница на провлачане от основния материал, за да се подобри пластичността. Всяка вариация обаче трябва да бъде внимателно тествана и проучена, за да се гарантира, че отговаря на изискванията и спецификациите на процеса.
Избор на правилния пламък и консумативи
GTAW осигурява по-добър контрол на входящата топлина на заварчика и на резервоара за разтопена маса в сравнение с други техники за заваряване. Машина с високочестотно стартиране на дъгата, възможност за дистанционно управление на тока, таймер за последващ поток и минимум 250 ампера изходен gtaw инвертор би била отличен заваръчен титан.
Винаги настройвайте полярността на машината на DC отрицателен електрод (DCEN). DCEN осигурява по-дълбоко проникване от DC положителен електрод (DCEP).
Свържете инвертора с горелка с въздушно или водно охлаждане. Режещите горелки с въздушно охлаждане могат да осигурят добра производителност, ако температурата на заваряване е под 150 ампера и тяхната цена е по-ниска от тези с водно охлаждане. От друга страна, горелките с водно охлаждане са малки, лесни за работа и могат да заваряват при по-висок ампераж за по-дълги периоди от време, като повечето заварки върху титан са къси, произвеждайки нива на мощност под 150 ампера.
Използвайте 2% волфрамов метален електрод, заземен в съответствие със заваръчния ток, както следва
До 90 ампера: 1/16 инча или по-малко
90-200 ампера: 3/32 от инча
Над 200 ампера: 1/8 инча
Газовата леща разпределя равномерен, защитен газ и създава плавен поток над заваръчната вана.
Запалете дъга и започнете да работите
Започнете заваряването, като първо отрежете края на захранващия прът, за да видите чисто, незамърсено място. Пуснете потока газ аргон за няколко секунди и след това запалете дъгата, като се уверите, че заваръчната зона е напълно покрита.
Използвайте функцията за стартиране на високочестотна дъга на инвертора. Ъгълът на горелката, скоростта на горелката и ъгълът на запълване на телта са подобни на тези за заваряване на неръждаема стомана, осигурявайки по-добри условия за заваряване на титанови тръби.
Сравнително лесно е да се създаде заваръчна вана от титан, но може да не е лесно да се премести. Натискането на заваръчната вана с дъгата и пълнежния прът обикновено дава добри резултати, но пълнителният прът трябва да се държи вътре в камерата на защитния газ, докато се заварява. Също така е важно да се сведе до минимум входящата топлина, тъй като твърде много топлина може да счупи заваръчния шев. Използвайте техниката на потупване с метален пълнеж (при постоянна скорост на движение).
След завършване на заваръчния шев оставете 20 до 25 секунди последващ поток, за да защитите съединението, докато се охлажда до праг под 800 градуса по Фаренхайт. Спрете кислорода да реагира с титан. Някои заварки може да изискват температури под 500 градуса по Фаренхайт.
След като заваръчният шев е завършен, титанът показва истинските си цветове. Цветът на заваръчното съединение показва степента, до която защитният газ предпазва заваръчния шев от замърсяване и дебелината на оксидния слой (виж Фигура 2). Качеството на титаниевите заварки може да се определи в допълнение към визуална проверка, проникване на багрилото, изследване на твърдостта, рентгенови лъчи, ултразвук и разрушително изследване.
