Titaniumlegeringen worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, scheepsbouw, medische apparatuur en andere gebieden vanwege hun hoge sterkte, lage dichtheid en uitstekende corrosieweerstand. Lassen van titaniumlegeringen is echter gevoelig voor scheuren en andere defecten, die de laskwaliteit en structurele eigenschappen ernstig beïnvloeden. Om dit probleem systematisch op te lossen, is het noodzakelijk om uitgebreide controle uit te voeren op verschillende aspecten, zoals procesbescherming, thermische controle, materiaalafstemming en lasvoorbehandeling.
Voer het lasbeschermingsproces strikt uit
Titaniumlegering heeft een hoge activiteit tegen zuurstof, stikstof, waterstof en andere gassen bij hoge temperaturen, en deze elementen zullen broze oxiden, nitriden en hydriden vormen wanneer ze de las binnendringen, wat resulteert in een afname van de plastische taaiheid van de verbinding en scheuren veroorzaakt. Daarom moet het gehele lasproces worden uitgevoerd onder de bescherming van inert gas:
- Lokale bescherming: Er worden laspistoolmondstukken met een grote- diameter gebruikt om ervoor te zorgen dat argongas het lasbad en aangrenzende, door hitte-beïnvloede zones bedekt. De luchtstroom moet gelijkmatig en gelijkmatig zijn om turbulentie te voorkomen die luchtverstrengeling veroorzaakt.
-Achterbescherming: gebruik na het lassen een maaikap om de argonbescherming voort te zetten totdat de temperatuur van de las en de hitte-getroffen zone onder de 200 graden zakt om oxidatie bij hoge- temperaturen te voorkomen.
-Rugbescherming: Voor stomplassen op middelzware en zware platen moeten luchtkussens of argonbescherming op de achterkant worden geïnstalleerd om ervoor te zorgen dat het dubbelzijdig-zijdige vormingsgebied vrij is van vervuiling.
De zuiverheid van het beschermgas moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 99,99%, het dauwpunt moet lager zijn dan -50 graden en het luchtdebiet in het beschermde gebied moet strikt worden gecontroleerd.
Implementeer thermische lasprocescontrole
De titaniumlegering heeft een lage thermische geleidbaarheid en de accumulatie van laswarmte kan gemakkelijk grove korrels in de door de hitte-beïnvloede zone veroorzaken en de neiging tot barsten vergroten. De warmte-inbreng en de koelsnelheid van het lassen moeten worden geregeld door geforceerde koeling:
- Water-gekoelde koperen steunplaat: Een koperen steunplaat met een koelgootsteen wordt op de achterkant van de las geplaatst om de warmte-export te versnellen en de verblijftijd bij hoge temperaturen te beperken.
-Controleer de temperatuur tussen de lagen: bij het lassen van meerdere lagen en meerdere passages moet de temperatuur tussen de lagen onder de 150 graden worden gehouden om de vorming van oververhit weefsel te voorkomen.
- Geoptimaliseerde lasparameters: een lage warmte-inbreng wordt gebruikt om de breedte van de door hitte-beïnvloede zone te verkleinen en tegelijkertijd de penetratie te garanderen.
Redelijke selectie van lasmaterialen en -methoden
Passend lasmateriaal
De samenstelling van de lasdraad moet consistent zijn met of vergelijkbaar zijn met het basismetaal, en bijpassende kwaliteiten zoals ER Ti-6Al-4V verdienen de voorkeur. Voor verbindingen die een hoge taaiheid vereisen, kan een iets lagere sterkte en betere plasticiteit worden gebruikt om de scheurweerstand te verbeteren.
Selectie van lasmethode
-Met wolfraam inert gas afgeschermd lassen (GTAW/TIG): geschikt voor dunne, middelzware en zware platen, met een stabiele boog en eenvoudig te bereiken lassen van hoge- kwaliteit. Gepulseerd TIG-lassen wordt aanbevolen om de warmte-inbreng verder te verminderen.
-Plasmabooglassen (PAW): geschikt voor middelzware en zware platen, met geconcentreerde warmtebron en hoge lasefficiëntie. Als een argon-waterstofmengsel wordt gebruikt, moet het waterstofgehalte strikt worden gecontroleerd binnen een bereik van minder dan of gelijk aan 5% om scheuren veroorzaakt door waterstof te voorkomen.
-Laser-/elektronenstraallassen: geschikt voor precisiecomponenten, met een smalle, door warmte-beïnvloede zone en kleine vervorming, maar hoge apparatuurkosten, die moeten worden uitgevoerd onder hoog vacuüm of onder beschermende atmosfeer.
Verbeter de pre-lasvoorbereiding en procescontrole
Gezamenlijke reiniging en behandeling
Vóór het lassen moet het oppervlak van de verbinding en de lasdraad grondig worden verwijderd van het oppervlak van de oxidehuid, vet, vocht en andere verontreinigingen. De volgende stappen worden aanbevolen:
- Mechanische reiniging: Gebruik een roestvrijstalen draadborstel of frees om de oxidefilm te verwijderen;
- Chemisch reinigen: beitsen met salpeterzuur + fluorwaterstofzuuroplossing, vervolgens spoelen met gedeïoniseerd water en drogen;
- Aceton of alcohol afromen.
Na het reinigen moet het lassen binnen 4 uur worden voltooid om secundaire vervuiling te voorkomen.
Montage- en gasbeschermingsinspectie
De montageopening moet strikt worden gecontroleerd, over het algemeen niet meer dan 0,5 mm. Vóór het lassen wordt het gas vooraf- afgevoerd om ervoor te zorgen dat het beschermgas het lasgebied bedekt en de luchtstroom uniform is. Om het beschermende effect te verifiëren, kunnen rooktests of zuurstofdetectoren worden gebruikt.
Controle van de lasomgeving
Het lassen moet worden uitgevoerd in een schone, windstille speciale ruimte, met een relatieve vochtigheid onder de 60% om te voorkomen dat omgevingsvocht het booggebied binnendringt.
Post-lasinspectie en -behandeling
Visuele inspectie, penetrantonderzoek (PT) of röntgeninspectie (RT) worden aanbevolen, en ultrasoon onderzoek (UT) kan worden aangevuld voor belangrijke onderdelen. Indien nodig wordt spanningsvrij gloeien uitgevoerd na het lassen, de gloeitemperatuur is over het algemeen 550~650 graden en de luchtkoeling na isolatie moet worden uitgevoerd onder vacuüm of argonbescherming.
De sleutel tot de kwaliteit van titaniumlassen ligt in de controle over het gehele proces: van het reinigen vóór- de las, de gasbescherming, het beheer van de warmte-inbreng tot de keuze van de methode: de processpecificaties moeten strikt worden nageleefd. Door systematisch procesontwerp en procescontrole kan de neiging tot lasscheuren aanzienlijk worden verminderd en kunnen betrouwbare lasverbindingen van titaniumlegeringen worden verkregen om te voldoen aan de behoeften van de productie van hoogwaardige apparatuur.