Grad 5 titanlegering (Ti‑6Al‑4V) är den mest använda + titanlegeringen i industriella och strukturella applikationer. Även om den har god svetsbarhet jämfört med många höghållfasta legeringar, är den mycket kemiskt reaktiv vid förhöjda temperaturer, så strikt processkontroll är avgörande för att producera sunda, pålitliga svetsfogar. Nedan är de kritiska försiktighetsåtgärderna för svetsning av Grad 5 titanlegering.
För det första är renlighet avgörande.
Titan reagerar starkt med syre, kväve, väte och kol vid svetstemperaturer, vilket orsakar sprödhet, porositet och sprickbildning. Alla ytor-inklusive svetsfogen, tillsatstråden och närliggande basmaterial-måste rengöras noggrant. Olja, fett, vatten, damm och bearbetningsvätskor måste avlägsnas med lösningsmedelsrengöring, följt av torr luftblåsning. Kontaminering från stålverktyg, järnpartiklar eller koppar kan också inducera defekter, så dedikerade titansvetsverktyg och fixturer rekommenderas starkt.
För det andra är effektiv gasavskärmning obligatorisk.
Till skillnad från stål eller aluminium kräver titan skydd inte bara under svetsning utan även tills svetsen och den värmepåverkade zonen svalnar under 300 grader. Vanligtvis används argon med hög renhet (99,99 % eller högre). En släpsköld, en stor gaslins eller en sluten kammare används ofta för att täcka hela högtemperaturområdet. Otillräcklig avskärmning leder till missfärgning, vilket indikerar absorption av atmosfäriska gaser och allvarlig förlust av duktilitet och seghet.
För det tredje är kontroll av värmetillförsel och interpasstemperatur viktig.
Överdriven värmetillförsel främjar korntillväxt i svetsen och den värmepåverkade zonen, vilket minskar fogstyrkan och utmattningsprestandan. Hög interpass-temperatur ökar också risken för väteupptagning och oxidation. I allmänhet bör interpass-temperaturen hållas under 150 grader. Processer med låg till måttlig värmetillförsel såsom GTAW (TIG), PAW och lasersvetsning föredras. Processer med hög värmetillförsel som nedsänkt bågsvetsning används sällan.
För det fjärde måste valet av tillsatsmetall matchas ordentligt.
För de flesta struktursvetsar används ofta ERTi-5 tillsatsmetall (kommersiellt rent titan) för att förbättra duktiliteten och minska sprickkänsligheten. När matchande hållfasthet krävs kan Ti‑6Al‑4V fyllmedel (ERTi‑6Al‑4V) användas, men striktare rengöring och skärmning är nödvändiga för att undvika stelningssprickor.
För det femte, undvikande av kontaminering och olika metallproblem.
Direktkontakt med kolstål, koppar, mässing eller brons måste undvikas. Titan har låg värmeledningsförmåga och hög smältpunkt, så svetspooler stelnar långsamt. Felaktig geometri eller fasthållning kan leda till svetsförvrängning och kvarvarande spänningar. Eftersvetsavlastning kan användas för kritiska komponenter, men endast under fullt skydd mot inert gas.
Slutligen är eftersvetsinspektion och kvalitetskontroll väsentliga.
Visuell inspektion för missfärgning och porositet är standard. Färgpenetranttestning (PT) eller radiografisk testning (RT) kan användas för kritiska tillämpningar. Mekanisk provning, inklusive böjtester och dragprov, verifierar att fogen uppfyller kraven på duktilitet och hållfasthet.
Sammanfattningsvis,framgångsrik svetsning av grad 5 titanlegering förlitar sig på extrem renhet, pålitlig inertgasskydd, kontrollerad värmetillförsel, lämplig tillsatsmetall och strikt processdisciplin. Med korrekta procedurer kan svetsfogarna uppvisa utmärkt hållfasthet, duktilitet och korrosionsprestanda.
