Características de soldagem do titânio e suas ligas
1 Propriedades físicas e químicas detitânio e suas ligasO titânio tem dois alótropos, representados por e , respectivamente, com uma temperatura de transição de 882,5 graus , seu cristal de baixa-temperatura é uma rede hexagonal fechada-e estável acima de 882,5 graus O cristal é um corpo -reticulado cúbico centrado. O titânio tem baixa condutividade térmica e sua condutividade térmica é ligeiramente inferior à do aço inoxidável. Quando há impurezas no titânio, sua condutividade térmica diminui. A Tabela 1 lista a comparação das principais propriedades físicas do titânio puro industrial e de outros materiais metálicos.
2 Estrutura de soldagem de liga de titânio
The welded structure of industrial pure titanium and the titanium alloy is single-phase at room temperature, and a zigzag or needle-like structure is formed depending on the cooling rate. Various mechanical properties have no major changes compared with the base metal, and the welding performance is good. In the process of cooling from phase, plus titanium alloy forms martensite ( ' phase), and the quantity and properties of ' phase change according to alloy composition and cooling rate. In general, with the increase of the phase, the ductility and toughness of the alloy decrease. Even for Ti-6Al-4V with good weldability, when the content of -stabilizing element vanadium is more than 5 percent , the weldability decreases. The martensite formation temperature of beta titanium alloy is lower than room temperature, and the weld is in a metastable beta phase, so the weldability does not deteriorate. However, due to the addition of too many alloying elements, extensibility is often lacking. In addition, aging and cold working increase the strength of the alloy, while welding will cause a loss of strength, so welding is not used for titanium alloy processing.
3 Defeitos de soldagem de ligas de titânio
3.1 Fragilização na área da junta soldada
A área de soldagem de titânio e ligas de titânio é suscetível à contaminação por impurezas como gás e fragilização. Os principais elementos que causam fragilização são O, N, H, C, etc. Titânio e ligas de titânio são relativamente estáveis à temperatura ambiente, mas à medida que a temperatura aumenta, a capacidade do titânio e das ligas de titânio de absorver O, N e H também aumenta significativamente. O Ti começa a absorver hidrogênio a partir de 250 graus, oxigênio a partir de 400 graus e nitrogênio a partir de 600 graus. O nitrogênio e o oxigênio têm uma grande influência na resistência da junta e na plasticidade de flexão. Com o aumento do teor de nitrogênio e oxigênio na solda, a resistência da junta aumenta e a plasticidade de flexão diminui, e o efeito do nitrogênio é maior que o do oxigênio. O hidrogênio afeta principalmente a resistência ao impacto da articulação.
3.2 Tendência de rachaduras na zona de soldagem
(1) Rachaduras a quente.
Como o titânio e as ligas de titânio contêm menos impurezas, como S, P e C, poucos eutéticos de baixo-ponto de fusão-são formados nos limites de grão, e a faixa de temperatura de cristalização é muito estreita, e o o encolhimento da solda é pequeno quando solidifica, então a sensibilidade a trincas a quente é alta. Baixo.
(2) Trincas frias e fissuras retardadas.
Quando o teor de oxigênio e nitrogênio na solda é alto, o desempenho da solda torna-se frágil, e as trincas aparecerão sob a ação de maior tensão de soldagem, que se forma em temperaturas mais baixas.
Ao soldar ligas de titânio, às vezes aparecem trincas retardadas na zona-afetada pelo calor, e o hidrogênio é a principal razão para a formação de trincas retardadas. O principal método para evitar trincas retardadas é reduzir a fonte de hidrogênio nas juntas soldadas e, se necessário, o recozimento a vácuo pode ser realizado para reduzir o teor de hidrogênio das juntas soldadas.
3.3 Poros de solda
A porosidade é um defeito comum na soldagem de titânio eligas de titânio. O2, N2, H2, CO2 e H2O podem causar porosidade. Os poros das soldas de titânio e ligas de titânio são distribuídos principalmente próximos à zona de fusão, que é uma característica dos poros de titânio e ligas de titânio. Os poros na solda não só causam concentração de tensões, mas também reduzem a plasticidade do metal ao redor dos poros, e até levam à fratura de toda a junta soldada. Portanto, a formação de poros deve ser rigorosamente controlada.
