Come e cosa cucinare in titanio? Saldatura al titanio: tecnologia e caratteristiche

Parti e design in titanio trovano spesso applicazione in aree altamente specializzate, tra cui la costruzione di aeromobili e l'industria spaziale. Tale elevata sicurezza nel metallo è dovuta a una combinazione unica di caratteristiche. Con una piccola massa specifica, ha proprietà ad alta resistenza, anti-corrosione e protettive dalle influenze chimiche. E non sono tutte le qualità che caratterizzano il titanio. La saldatura del titanio per gli stessi motivi diventa una sfida non solo per il maestro dei novizi, ma anche per i professionisti.

Caratteristiche del materiale di saldatura

Le proprietà fisiche e chimiche del titanio limitano l'uso di alcuni metodi di saldatura ad alta tecnologia, che costringono gli artigiani a modificare metodi adatti, ma inizialmente meno efficienti. La principale difficoltà nell'usare i metodi di saldatura più comuni risiede nell'elevata temperatura di riscaldamento di questo metallo. In particolare, un lavoro efficace con esso è possibile con effetti termici dell'ordine di 1500-1700 ° C. A livello di 500 ° C, le billette mantengono molto spesso le proprietà di resistenza di base. Le caratteristiche tecnologiche della saldatura del titanio sono anche determinate da fattori negativi che influenzano la struttura dal lato dell'aria atmosferica. Nello stato normale, questo fattore non ha importanza, ma in condizioni di temperatura superiori a 400 ° C, le zone calde richiederanno una protezione aggiuntiva. E questo per non parlare dell'isolamento principale del bagno di saldatura stesso. Quando la temperatura aumenta, sorgono difficoltà di un tipo diverso. Pertanto, al raggiungimento di 900 ° C, si verifica un aumento dei grani e la formazione di pori dilatati, che influisce ulteriormente sulle proprietà di resistenza del pezzo.

Informazioni generali sui metodi di saldatura

I metodi di base della saldatura del titanio possono essere chiamati metodi ad arco manuale e automatici. Per quanto riguarda i supporti ottimali, l'elio e l'argon sono considerati i più efficaci. Ma è importante ricordare che nel primo caso il flusso di non ossigeno dovrebbe essere incluso nel mezzo. Anche la saldatura elettrosaldata è comune. Viene solitamente utilizzato in lavori con grezzi spesso, che richiedono, inoltre, un elevato indurimento termico. Con una corretta organizzazione, la saldatura a contatto fornisce anche un buon risultato. Questo processo richiede, in particolare, un dispositivo bilanciato a gas. Se applicare in lavoro di una fodera, sarà fornita la saldatura di alta qualità del titano. La tecnologia di fusione, ad esempio, implica l'organizzazione di una protezione speciale della parte posteriore del pezzo con l'aiuto di gas argon. A sua volta, il rivestimento può fornire a questo lato una protezione aggiuntiva in condizioni di carico ad alta temperatura, i cui pericoli sono stati menzionati sopra.

Preparazione del metallo per operazioni di saldatura

Prima dell'operazione, il titanio deve essere adeguatamente preparato. All'interno di questa fase, i bordi degli elementi vuoti vengono elaborati, viene creata la protezione dei lati opposti (utilizzando le stesse fodere), oltre alla rimozione della barra dell'additivo. Inoltre, un'accurata pulizia dello strato esterno del pezzo. Durante la saldatura, le sue particelle possono penetrare nella struttura della giuntura, a causa della quale diventerà fragile e inadatta per il lavoro in strutture meccaniche responsabili. In caso di lavorazione di parti spesse da 5 cm, è necessario tagliare i bordi, in corrispondenza dei quali l'angolo di taglio deve essere di 60 °. Se si prevede di saldare il titanio e le sue leghe, che sono state precedentemente sottoposte a taglio al plasma oa gas, sarà necessario pulire le superfici delle cuciture con l'eliminazione dello strato con uno spessore di 3-4 mm. Una misura universale della preparazione finale prima del lavoro sarà l'eliminazione dell'inquinamento esterno, delle pellicole oleaginose e degli ossidi. Per questa procedura vengono utilizzati abrasivi a grana fine, lime e sgrassaggio con solventi. Quindi, i restanti segni di stripping vengono rimossi con un panno asciutto.

Saldatura ad arco manuale

Nel processo coinvolto elettrodo di tungsteno con un alimentatore CC. La zona attorno alla cucitura, la radice della giuntura e le aree prossimali interessate dal calore sono esposte alla protezione. L'isolamento è fornito da visiere, ugelli e materiali porosi termoresistenti in cui viene alimentato il gas. Il rivestimento è desiderabile per usare il rame o l'acciaio. Se il tubo viene lavorato, il gas viene soffiato direttamente nella canna. Per quanto riguarda la modalità ottimale, per una corrente dell'elettrodo di 2 mm può essere di circa 90 A. Questo è il livello iniziale per lavorare con spazi di 4-5 mm di spessore. I valori specifici possono variare a seconda di come il titanio è stato drogato. La saldatura del titanio viene eseguita su un arco corto senza manipolazioni oscillatorie. L'elettrodo si appoggia di fronte alla direzione del suo movimento - cioè, l'angolo in avanti. Non completare bruscamente l'operazione. Al fine di prevenire la formazione di ossidi, tutti i dispositivi di protezione rimangono nei loro posti originali anche dopo aver spento gli elettrodi.

Saldatura automatica

Il lavoro utilizza anche un elettrodo di tungsteno. Se si utilizza un tipo di elettrodo non consumabile, la corrente collegata deve avere la polarità direzionale. La dimensione ottimale dell'uscita del bruciatore è di 14-15 mm. La tecnica di prestazione nel suo complesso corrisponde al metodo manuale, ma è importante tener conto del fatto che, a causa della maggiore attività di questo metallo, le operazioni di accensione e smorzamento quando si lavora con una torcia devono essere eseguite lontano dalla saldatura. La saldatura automatica del titanio con argon dopo la tempra dovrebbe garantire la fornitura di gas per almeno un altro 1 min.

Saldatura per elettroslag

Un metodo meno popolare, ma può essere più efficace nel lavorare con singole leghe. Ad esempio, durante la saldatura di titanio al 5% drogato con alluminio e additivi di stagno. Un trasformatore trifase viene utilizzato come fonte di alimentazione, che indica carichi elevati durante il funzionamento. Basti notare la forza della corrente durante la saldatura di pezzi forgiati spessi - una media di 1500-1600 A. Inoltre, il corso dell'operazione dipende da quale elettrodo di titanio si scioglie. La saldatura del titanio con un elettrodo a piastre con dimensioni di 12x60 mm garantisce una qualità di saldatura ottimale, che, in base alle sue caratteristiche, corrisponde alla struttura di base del pezzo. Nella lavorazione delle parti stampate spesso si utilizzano gli stessi elettrodi, ma con un diametro di 8 mm. Questa decisione può sembrare giustificata a causa della natura poco impegnativa della struttura metallica, ma le proprietà di resistenza della cucitura saranno ridotte - in media, l'85% della struttura intatta.

Saldatura a resistenza

In questo caso, molto dipende dalla velocità del lavoro. La pratica dimostra che per pezzi di grandi dimensioni, ad esempio, è preferibile una modalità di 2 mm / sec. Aumentando questo valore si riduce la resistenza del pezzo e si minimizza la funzione positiva del gas protettivo. Un risultato di buona qualità può essere ottenuto se si esegue un trattamento meccanico più profondo della superficie del pezzo in anticipo. Grazie alla rimozione della carta vetrata a grana grossa unita a una facile fresatura, sarà garantita la saldatura stabile e uniforme del titanio. Le recensioni indicano anche che sono stati ottenuti buoni risultati nella saldatura a resistenza in condizioni di fango equilibrato. Dovrebbe essere selezionato dal seguente calcolo: una media del 20% in più rispetto alla lavorazione dell'acciaio al carbonio.

Funzioni di saldatura a freddo

L'assenza di effetti termici, in cui ci sono, di fatto, processi distruttivi nella struttura del titanio, rendono questo metodo quasi perfetto, ma anche qui ci sono alcune sfumature. Saldatura a freddo prodotto sotto alta pressione, che deforma i cristalli della struttura, come risultato di spostarli e formare una lega comune. La saldatura diretta viene sovrapposta con l'ausilio di speciali meccanismi di bloccaggio. Gli effetti meccanici di potenza distinguono anche questo metodo, che richiede maggiori costi finanziari. C'è un altro inconveniente, che è caratterizzato dalla saldatura a freddo. Il titanio, nella cui costruzione ci sono cuciture formate da tale saldatura, è meno affidabile e può essere utilizzato solo in costruzioni che non implicano uno sforzo fisico elevato.

Possibili difetti di saldatura

Uno dei difetti più gravi è la formazione di pori. Queste sono impurezze gassose nella struttura del metallo, nella cui formazione è stato coinvolto l'idrogeno. Questa imperfezione può essere eliminata da due condizioni: l'implementazione di una pulizia completa di alta qualità prima della saldatura e una protezione efficace del metallo riscaldato durante la lavorazione. Un altro problema potrebbe essere la comparsa di ossidi, che si spostano dal luogo di creazione della cucitura all'intera struttura. A proposito, la saldatura a freddo del titanio assicura completamente questa carenza. Il feedback degli utenti stessi mostra che è il mantenimento a lungo termine della protezione del gas argon che aiuta a prevenire questo difetto durante il trattamento termico dopo il completamento del processo. L'indicatore per la rimozione della protezione sarà la normalizzazione della temperatura della cucitura.

conclusione

Se confronti la saldatura del titanio con operazioni simili su altri metalli, troverai una serie di differenze. Prima di tutto, si riferiscono al processo organizzativo. L'appaltatore è tenuto a preparare correttamente il metallo, nonché a curare i dispositivi che proteggeranno il principale titanio senza soluzione di continuità. Saldare il titanio secondo le regole trattamento termico e la scelta della modalità ottimale per la funzione dell'elettrodo è più probabile che fornisca un risultato decente in termini di forza. In realtà, quanto è alta la qualità della linea che si sta formando può essere giudicata dalla sua tonalità già durante la saldatura. Pertanto, il colore argento indica un'elevata protezione e, di conseguenza, il rafforzamento della struttura della cucitura. La cucitura color paglia è meno duratura, ma non è troppo tardi per correggere questa situazione correggendo, ad esempio, la fornitura di gas. Il fatto che nel corso della fornitura di protezione gravi errori sono stati fatti, dirà una tonalità marrone.