هر دو گرید با TIG به خوبی جوش داده می‌شوند، اما جوشکاری تیتانیوم گرید ۲ در مقابل گرید ۵ از نظر سختی یکسان نیست. تیتانیوم خالص تجاری گرید ۲ به راحتی جوش داده می‌شود، با یک پنجره فرآیند گسترده و تحمل بالا در برابر آلودگی. گرید ۵ (Ti-6Al-4V) فقط با کنترل دقیق ورودی گرما، محافظت دقیق بی‌اثر و معمولاً عملیات حرارتی پس از جوشکاری جوش داده می‌شود.
یک سرپرست تعمیر و نگهداری کارخانه شیمیایی این تفاوت را به سختی آموخت. او به یک هدر آب دریا در درجه ۵ استناد کرد زیرا در برگه مواد نوشته شده بود "آلیاژ قوی‌تر"، سپس شاهد تلاش تیم جوشکاری خود برای کنترل رنگ، دوباره‌کاری و یک کوپن ترک‌خورده بود که در آزمایش خمش رد شده بود. وقتی مهندسی خط را در درجه ۲ با پرکننده ERTi-2 دوباره مشخص کرد، جوش‌ها در اولین پاس نقره‌ای شدند و هدر به مدت سه سال بدون هیچ گونه خرابی کار کرده است.
در این راهنما، جوشکاری تیتانیوم درجه ۲ در مقابل درجه ۵ را به طور کامل بررسی می‌کنیم : کدام درجه راحت‌تر جوش می‌خورد و چرا، کدام فلز پرکننده را باید انتخاب کرد، چگونه هر درجه را محافظت و جوش داد، چگونه آنها را به یکدیگر جوش داد و چگونه جوش نهایی را بررسی کرد. در نهایت، دقیقاً خواهید دانست که روش جوشکاری شما باید شامل چه مواردی باشد.
نکات کلیدی
- جوشکاری درجه ۲ بسیار آسان‌تر از درجه ۵ است. این آلیاژ از تیتانیوم آلفا تک فاز با پنجره جوشکاری پهن‌تر، حدود ۲۰٪ ازدیاد طول و تقریباً ۲-۳ برابر رسانایی حرارتی بیشتر است، بنابراین تحمل تغییرات حرارتی و محافظتی بیشتری دارد.
- گرید ۵ (Ti-6Al-4V) قابل جوشکاری است اما جوشکاری آن دشوار است. این گرید به محافظت دقیق با گاز، ورودی حرارت کنترل‌شده، دمای بین پاسی نزدیک به ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد و معمولاً عملیات حرارتی پس از جوشکاری برای بازیابی شکل‌پذیری نیاز دارد.
- فیلر را با فلز پایه مطابقت دهید: ERTi-2 برای درجه ۲ و ERTi-5 برای درجه ۵. برای جوشکاری درجه ۲ به درجه ۵، سمت ضعیف‌تر را دنبال کنید و از ERTi-2 استفاده کنید.
- تیتانیوم با هوا در دمای بالاتر از تقریباً ۴۲۶ درجه سانتیگراد (۸۰۰ درجه فارنهایت) واکنش می‌دهد، بنابراین هر جوشکاری به محافظ مشعل، یک محافظ انتهایی و پاکسازی پشتی با آرگون با خلوص بالا (۹۹.۹۹۵٪ یا بهتر) نیاز دارد.
- رنگ جوش، معیار سنجش کیفیت است. نقره‌ای روشن تا زرد کمرنگ به معنای پوشش مناسب است؛ آبی، بنفش، خاکستری یا سفید به معنای آلودگی و دوباره‌کاری است.
آیا می‌توان تیتانیوم درجه ۲ و درجه ۵ را جوشکاری کرد؟
بله. تیتانیوم درجه ۲ و درجه ۵ هر دو قابل جوش هستند و می‌توانند به عنوان گریدهای غیرمشابه به یکدیگر جوش داده شوند. تفاوت‌ها در سختی و کنترل فرآیند است، نه در اینکه آیا می‌توان مواد را به هم متصل کرد یا خیر.
- درجه ۲ به راحتی جوش می‌خورد. تیتانیوم خالص تجاری (CP) مقاوم‌ترین گرید در این خانواده است، به همین دلیل است که در ساخت مواد شیمیایی جوشکاری شده، دریایی و مبدل‌های حرارتی غالب است.
- جوش‌های درجه ۵ با کنترل دقیق‌تر. Ti-6Al-4V جوش‌های قوی تولید می‌کند، اما فقط زمانی که رویه جوشکاری محکم باشد.
- اتصالات غیرمشابه درجه ۲ تا درجه ۵ اثبات شده‌اند. سازندگان هوافضا، پوسته‌های درجه ۲ را به صورت قطعات خام سفارشی با استفاده از جوشکاری پرتو الکترونی، لیزر و جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای به استرینگرهای درجه ۵ متصل می‌کنند و این ترکیب همچنین با روش TIG با پرکننده ERTi-2 قابل جوشکاری است.
یک افسانه رایج می‌گوید: «تیتانیوم را نمی‌توان جوش داد.» حقیقت برعکس است. تیتانیوم وقتی از هوا محافظت شود، بسیار تمیز جوش می‌خورد. خرابی‌ها ناشی از آلودگی هستند، نه از قوس. وقتی محافظ را کنترل کنید، هر دو گرید رفتار قابل پیش‌بینی خواهند داشت.
چرا جوشکاری تیتانیوم نیاز به محافظ دارد؟
تیتانیوم فلزی بسیار فعال در دمای تقریباً بالای ۴۲۶ درجه سانتیگراد (۸۰۰ درجه فارنهایت) است. این فلز با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن موجود در جو واکنش می‌دهد و این واکنش‌ها جوش را خراب می‌کنند.
آسیب‌رسان‌ترین محصول، پوسته آلفا است. اکسیژن یک پایدارکننده قوی آلفا است و هنگامی که تیتانیوم داغ آن را جذب می‌کند، یک لایه سطحی سخت و شکننده به نام پوسته آلفا تشکیل می‌شود. پوسته آلفا دارای شکل‌پذیری ضعیف و چقرمگی شکست پایینی است و می‌تواند ترک‌های خستگی را در جوشی که در غیر این صورت خوب به نظر می‌رسد، ایجاد کند. اکسیژن می‌تواند در دمای بالای تقریباً ۲۵۰ درجه سانتیگراد، هیدروژن در دمای بالای ۴۰۰ درجه سانتیگراد و نیتروژن در دمای بالای ۶۰۰ درجه سانتیگراد جذب شود، بنابراین آلودگی بسیار پایین‌تر از دمای جوشکاری شروع می‌شود.
این بین‌نشینی‌های جذب‌شده، شبکه کریستالی تیتانیوم را منحرف می‌کنند. آنها سختی و استحکام را افزایش می‌دهند در حالی که پلاستیسیته و چقرمگی را از بین می‌برند. هیدروژن همچنین می‌تواند پلاکت‌های هیدرید تیتانیوم شکننده تشکیل دهد. به همین دلایل، جوش‌های تیتانیوم در یک اتمسفر کاملاً بی‌اثر ساخته می‌شوند و جوش باید تا زمانی که تا دمای حدود ۴۲۵ درجه سانتیگراد خنک شود، محافظت شود.
تیتانیوم همچنین به حرارت کمتری نسبت به فولاد نیاز دارد. شما آن را "تا حد امکان خنک" جوشکاری می‌کنید، که کار محافظت را حتی مهم‌تر می‌کند زیرا حاشیه خطای کمی وجود دارد. برای نگاهی گسترده‌تر به رفتار تیتانیوم در خانواده گریدها، به نمودار گرید تیتانیوم و راهنماهای خواص تیتانیوم ما مراجعه کنید.
تیتانیوم درجه ۲ در مقابل درجه ۵: مقایسه جوش‌پذیری
جدول زیر خلاصه‌ای از مقایسه این دو گرید در جوشکاری را نشان می‌دهد. تفاوت‌های فیزیکی، سایر موارد مطرح شده در این مقاله را هدایت می‌کنند.
| ضریب جوشکاری | درجه ۲ (CP Ti، R50400) | درجه ۵ (Ti-6Al-4V، R56400) |
|---|---|---|
| نوع درجه | خالص تجاری (آلفا) | آلیاژ آلفا-بتا (۶٪ آلومینیوم، ۴٪ وانادیم) |
| جوش پذیری نسبی | پنجره عالی و عریض | کنترل فرآیند خوب و دقیق |
| پرکننده معمولی (AWS A5.16) | ERTi-2 (UNS R50120) | ERTi-5 (UNS R56400) |
| کشیدگی | ~٪ 20 | ~ 10-14٪ |
| هدایت حرارتی | 15-22 W/m·K | 6.5-7.2 W/m·K |
| تمرکز گرما در ناحیه جوش | کم (به سرعت پخش می‌شود) | زیاد (کنسانتره) |
| تحمل آلودگی | برتر | پایین |
| عملیات حرارتی پس از جوشکاری | معمولاً لازم نیست | معمولاً برای جوش‌های بحرانی یا تحت بار خستگی مورد نیاز است |
| کاربردهای معمول جوشکاری شده | فرآوری شیمیایی، آب دریا، مبدل‌های حرارتی | قطعات هوافضا، باربری و چرخه‌ای |
چرا درجه ۲، درجه آسان‌تری برای جوشکاری است؟
درجه ۲ تیتانیوم خالص تجاری است، که اساساً آلفای تک فاز با تقریباً ۹۹٪ تیتانیوم است. استحکام آن توسط اکسیژن بین‌نشینی تعیین می‌شود، نه توسط عناصر آلیاژی، بنابراین هیچ محصول تبدیل فاز بتا در جوش هنگام خنک شدن تشکیل نمی‌شود.
این سادگی به گرید ۲ دو مزیت عملی می‌دهد. اول، شکل‌پذیری بالاتر آن، حدود ۲۰٪ ازدیاد طول، تنش‌های انقباضی ناشی از جوش سرد را بدون ترک خوردن جذب می‌کند. دوم، رسانایی حرارتی آن، حدود ۱۵-۲۲ W/m·K، گرما را از محل اتصال دور می‌کند، بنابراین حوضچه مذاب و منطقه تحت تأثیر گرما کوچکتر و کمتر متمرکز می‌مانند.
نتیجه، یک پنجره جوشکاری وسیع است. تغییرات کوچک در آمپراژ، سرعت حرکت یا محافظ، نادیده گرفته می‌شوند. به همین دلیل است که لوله‌ها و تیوب‌های درجه ۲ در محل‌های شیمیایی و نمک‌زدایی، اغلب با تجهیزات قابل حمل TIG، در محل جوشکاری می‌شوند. راهنمای تیتانیوم درجه ۲ ما ، تصویر کامل از خواص و کاربرد این ماده را پوشش می‌دهد.
چرا گرید 5 (Ti-6Al-4V) نیاز به کنترل سختگیرانه‌تری دارد؟
گرید ۵ یک آلیاژ آلفا-بتا است که با حدود ۶٪ آلومینیوم و ۴٪ وانادیوم تقویت شده است. این ترکیب شیمیایی تقریباً سه برابر گرید ۲ استحکام ارائه می‌دهد، اما باعث می‌شود جوش رفتار متفاوتی داشته باشد.
در هنگام خنک شدن، ناحیه جوش آلیاژ آلفا-بتا می‌تواند ریزساختارهای سخت‌تر و با شکل‌پذیری کمتر تشکیل دهد. درجه ۵ همچنین گرما را تنها با حدود ۶.۵-۷.۲ وات بر متر مکعب کلوین هدایت می‌کند، که یک سوم مقدار درجه ۲ است، بنابراین گرما در محل اتصال متمرکز می‌ماند. این غلظت، خطر گرمای بیش از حد، رشد دانه و آلودگی را دقیقاً در ناحیه‌ای که محافظت از آن سخت‌تر است، افزایش می‌دهد.
به همین دلایل، جوشکاری درجه ۵ نیاز به کنترل دقیق فرآیند دارد: سطوح تمیز، محافظ با خلوص بالا، ورودی حرارت منظم، دمای بین پاسی نزدیک به ۱۵۰-۲۰۰ درجه سانتیگراد و اغلب عملیات حرارتی پس از جوشکاری. خود فلز جوش نسبت به فلز پایه، شکل‌پذیری کمتری دارد، به همین دلیل است که معمولاً PWHT توصیه می‌شود. اگر طراحی شما از نظر استحکام یا خستگی محدود است، راهنمای تیتانیوم درجه ۵ و مقایسه استحکام درجه ۵ در مقابل درجه ۲ ما توضیح می‌دهد که چه زمانی سختی اضافه شده ارزشش را دارد.
انتخاب فلز پرکننده: ERTi-2 در مقابل ERTi-5
انتخاب پرکننده ابتدا از یک قانون پیروی می‌کند: پرکننده را با فلز پایه مطابقت دهید تا شیمی جوش ثابت بماند. ترکیبات استاندارد تحت AWS A5.16 ساده هستند.
| فلز اصلی | پرکننده تطبیقی (AWS A5.16) | خدمات معمول |
|---|---|---|
| درجه ۲ (تیتانیوم CP) | ERTi-2 (UNS R50120) | خدمات خوردگی، ساخت مواد شیمیایی و دریایی |
| درجه 5 (Ti-6Al-4V) | ERTi-5 (UNS R56400) | جوش‌های سازه‌ای و هوافضا با استحکام بالا |
| درجه ۲ تا درجه ۵ (غیرمشابه) | ERTi-2 (قانون سمت ضعیف‌تر) | اتصالات جوش داده شده سفارشی و انتقالی |
ERTi-2 یک پرکننده CP با خلوص بالا و محدودیت‌های بین‌نشینی دقیق است. این ماده قابلیت جوشکاری، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه مناسبی را ارائه می‌دهد که آن را به پرکننده‌ای پرکاربرد برای تجهیزات جوشکاری شده در برابر خوردگی تبدیل می‌کند.
ERTi-5 شیمی آلیاژ را با حدود ۵.۵ تا ۶.۷۵ درصد آلومینیوم و حدود ۳.۵ تا ۴.۵ درصد وانادیوم به همراه دارد. این آلیاژ استاندارد جوش‌های سازه‌ای با استحکام بالا است و در حین جوشکاری کمی حساس‌تر است، بنابراین به همان نظم و انضباط فرآیندی فلز پایه نیاز دارد.
قانون سمت ضعیف‌تر برای جوش‌های غیرمشابه
وقتی درجه ۲ را به درجه ۵ جوش می‌دهید، استحکام اتصال فقط به اندازه استحکام ماده ضعیف‌تر، یعنی درجه ۲، است. راهنمای عملی این است که از طرف ضعیف‌تر پیروی کنید و به جای ERTi-5 از پرکننده ERTi-2 استفاده کنید. استفاده از پرکننده قوی‌تر، اتصال با درجه ۲ محدود را قوی‌تر نمی‌کند و هزینه و حساسیت را افزایش می‌دهد.
این یک موضوع تئوری نیست. تولیدکنندگان هوافضا، پوسته‌های درجه ۲ را برای قطعات خام جوش داده شده سفارشی به استرینگرهای درجه ۵ متصل می‌کنند و شکل‌پذیری درجه ۲ را با استحکام درجه ۵ ترکیب می‌کنند. جوشکاری پرتو الکترونی و لیزر فیبری هر دو برای این اتصالات تایید شده‌اند. اگر قصد دارید این دو نوع را به هم متصل کنید، قبل از تولید، روش کار را با تولیدکننده مواد بررسی کرده و آن را مطابق با AWS D17.1 یا ISO 15614-5 مطابقت دهید.
جوشکاری تیگ تیتانیوم: پارامترها و تنظیمات محافظ
جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ یا TIG، فرآیند استاندارد برای تیتانیوم است. در بیشتر جوشکاری‌های تیتانیوم از الکترود جریان مستقیم با قطبیت منفی (DCEN) با شروع فرکانس بالا، یک لنز گازی برای جریان روان گاز و یک فنجان بزرگتر از آنچه برای فولاد استفاده می‌کنید، استفاده می‌شود.
محافظت: مشعل، دنباله و پاکسازی از پشت
تیتانیوم به یک استراتژی محافظ سه لایه نیاز دارد، زیرا این فلز تا زمانی که تا دمای حدود ۴۲۵ درجه سانتیگراد سرد شود، واکنش‌پذیر باقی می‌ماند.
- محافظ مشعل. آرگون با خلوص بالا حداقل ۹۹.۹۹۵٪ (آرگون ۴.۶) و ۹۹.۹۹۹٪ (آرگون ۵.۰) ایده‌آل برای کارهای حساس. جریان معمول مشعل ۱۵-۲۰ فوت مکعب در ساعت است.
- سپر دنباله‌دار. جوش پشت مشعل داغ و آسیب‌پذیر می‌ماند. یک محافظ انتهایی، پوشش آرگون را چندین اینچ پشت مشعل امتداد می‌دهد تا از فلز خنک‌کننده محافظت کند.
- پاکسازی برگشتی. اگر ریشه جوش محافظت نشود، از زیر اکسید می‌شود. برای لوله‌ها و تیوب‌ها، داخل آنها را با آرگون تمیز کنید و برای کاربردهای حساس، اکسیژن را تا زمان خنک شدن محل اتصال، زیر 20 ppm نگه دارید.
پس از توقف قوس، جریان گاز را حداقل به مدت 10 ثانیه ادامه دهید تا فلز داغ هرگز در معرض هوا قرار نگیرد. ایجاد آلودگی آسان و مشاهده آن دشوار است. روغن، اثر انگشت، سیم پرکننده کثیف، شلنگ‌های گاز لاستیکی که رطوبت را جذب کرده‌اند و ابزارهایی که تا به حال با فولاد کربنی تماس داشته‌اند، همگی می‌توانند باعث ایجاد نقص شوند. فقط برای تیتانیوم از ابزار و سیم مخصوص و چربی‌زدایی شده استفاده کنید.
آمپراژ و دمای بین پاسی
تیتانیوم به صورت سرد جوشکاری می‌شود. به عنوان راهنمای شروع برای جوشکاری تیگ دستی روی ورق نازک:
| ضخامت مواد | آمپراژ تقریبی |
|---|---|
| ۶۰ میلی‌متر | 40-70 |
| ۶۰ میلی‌متر | 90-130 |
| ۶۰ میلی‌متر | 160-220 |
دمای بین پاسی را در حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد یا کمتر نگه دارید تا رشد دانه در منطقه تحت تأثیر حرارت کنترل شود. اگر در حال ساخت تجهیزات تیتانیومی جوشکاری شده برای سرویس خوردگی هستید و می‌خواهید آن را با گریدهای ضد زنگی که ما پردازش می‌کنیم مقایسه کنید، تیم پردازش سفارشی ما می‌تواند به شما در ارزیابی جایگزین‌ها کمک کند.
بازرسی رنگ جوش: جوش شما چه چیزی را به شما می‌گوید
رنگ جوش سریع‌ترین روش بررسی کیفیت تیتانیوم است. رنگ در جایی که فلز در معرض دمای بالاتر از حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد قرار گرفته است، ایجاد می‌شود، بنابراین به شما می‌گوید که آیا محافظ، جوش را در طول چرخه کامل خنک شدن محافظت کرده است یا خیر.
| رنگ جوش | معنی | عمل |
|---|---|---|
| نقره روشن | محافظ مناسب | پذیرفتن |
| کاهی روشن / طلایی روشن | آلودگی جزئی | معمولاً قابل قبول |
| آبی کمرنگ | مقداری آلودگی | ارزیابی؛ اغلب در خدمات غیر بحرانی قابل قبول است |
| آبی تیره / بنفش | آلودگی اکسیژن یا نیتروژن | دوباره کاری یا حذف |
| خاکستری / پودری سفید | آلودگی شدید، مورد آلفا | جدا کرده و دوباره جوش دهید |
اگر جوش به رنگ آبی تیره، بنفش، خاکستری یا سفید دیده شود، محافظ از کار افتاده و فلز شکننده شده است. ناحیه آسیب دیده را سنگ زنی یا ماشین کاری کنید و با پوشش گاز صحیح دوباره جوش دهید. رنگ نقره ای تا کاهی در یک پاس آزمایشی، تأیید شما بر این است که قبل از اجرای جوش های تولیدی، تنظیمات محافظ درست انجام شده است.
عملیات حرارتی پس از جوشکاری: وقتی گرید ۵ به آن نیاز دارد
عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) جایی است که گرید ۲ و گرید ۵ در عمل بیشترین تفاوت را دارند.
درجه ۲ معمولاً برای خوردگی نیازی به عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) ندارد. جوش به یک ساختار آلفای شکل‌پذیر خنک می‌شود و ماهیت انعطاف‌پذیر این ماده به این معنی است که بیشتر مراحل ساخت مستقیماً از جوشکاری به سرویس یا هیدروتست منتقل می‌شوند.
درجه ۵ متفاوت است. ناحیه جوش Ti-6Al-4V پس از سرد شدن، ساختاری سخت‌تر و با شکل‌پذیری کمتر نسبت به فلز پایه ایجاد می‌کند و تنش‌های پسماند ناشی از جوشکاری می‌تواند اتصالات بحرانی یا تحت بار خستگی را در برابر ترک‌خوردگی آسیب‌پذیر کند. تنش‌زدایی یا آنیل پس از جوشکاری، شکل‌پذیری را بازیابی می‌کند، تنش پسماند را کاهش می‌دهد و عملکرد خستگی را بهبود می‌بخشد. به همین دلیل، روش‌های جوشکاری درجه ۵ برای اجزای تحمل بار تقریباً همیشه شامل عملیات حرارتی پس از تنش (PWHT) می‌شوند.
یک کارگاه ساخت و ساز که ما می‌شناسیم، این موضوع را زمانی متوجه شد که دسته‌ای از براکت‌های Ti-6Al-4V در حین آزمایش اثبات، در محل جوش ترک خوردند. جوش‌ها تمیز و نقره‌ای به نظر می‌رسیدند، اما کارگاه برای صرفه‌جویی در یک روز از برنامه، عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) را لغو کرده بود. یک چرخه آنیل مجدد، تنش پسماند را کاهش داد و شکل‌پذیری را بازیابی کرد و براکت‌های دوباره آزمایش شده با موفقیت آزمایش شدند. درس عبرتی شد: با درجه ۵، مراحل اضافی اختیاری نیستند.
کاربردهای جوشکاری: جایی که هر درجه برنده می‌شود
گریدی که برای یک مجموعه جوش داده شده انتخاب می‌کنید باید با حالت شکستی که برای آن طراحی می‌کنید، مطابقت داشته باشد.
- برای خدمات خوردگی جوش داده شده، درجه ۲ را انتخاب کنید. فرآوری شیمیایی، نمک‌زدایی، لوله‌کشی دریایی و مبدل‌های حرارتی در درجه ۲ ساخته می‌شوند زیرا به راحتی جوش داده می‌شوند، در برابر خوردگی مقاوم هستند و می‌توان آنها را در محل تعمیر کرد. قابلیت جوشکاری آنها هزینه ساخت را پایین نگه می‌دارد.
- برای استحکام و خستگی جوش داده شده، درجه ۵ را انتخاب کنید. سازه‌های هوافضا، براکت‌های تحت بار زیاد و اجزای چرخه‌ای، جوشکاری دقیق‌تر گرید ۵ را توجیه می‌کنند، زیرا این آلیاژ تقریباً سه برابر استحکام بیشتری در چگالی مشابه دارد.
قبل از اینکه به یک مونتاژ جوشکاری شده متعهد شوید، ببینید که هزینه دو درجه چگونه با هم مقایسه می‌شود ، زیرا قیمت مواد و سهولت ساخت اغلب درجه را با هم تعیین می‌کنند.
اگر کاربرد شما خوردگی محور است و تیتانیوم را در مقابل مواد جوش داده شده اقتصادی‌تر می‌سنجید، فولاد ضد زنگ 316L جایگزین رایج است. DAPU محصولات فولاد ضد زنگ 316 و لوله‌های فولاد ضد زنگ را که اکثر خدمات انتقال سیال جوش داده شده را پوشش می‌دهند، با کسری از هزینه تیتانیوم عرضه می‌کند.
مطمئن نیستید که آیا مجموعه جوشکاری شده شما اصلاً به تیتانیوم نیاز دارد یا خیر؟ تیم مشاوره فنی ما به مهندسان کمک می‌کند تا گریدها و مواد را با شرایط واقعی سرویس، نه فقط با کاتالوگ، مقایسه کنند.
پرسش و پاسخهای متداول
آیا می‌توانید تیتانیوم درجه ۲ تا درجه ۵ را جوش دهید؟
بله. تیتانیوم درجه ۲ و درجه ۵ را می‌توان به عنوان گریدهای غیرمشابه به هم جوش داد. برای جوشکاری TIG، از پرکننده ERTi-2 استفاده کنید و سمت ضعیف‌تر را دنبال کنید، زیرا اتصال از گرید ۲ قوی‌تر نیست. سازندگان هوافضا همچنین دو گرید را با جوشکاری پرتو الکترونی و لیزر برای قطعات خام سفارشی به هم متصل می‌کنند.
کدام گرید تیتانیوم برای جوشکاری آسان‌تر است؟
گرید ۲ ساده‌ترین است. این گرید، تیتانیوم خالص تجاری تک فاز با پنجره جوشکاری پهن‌تر، شکل‌پذیری بالاتر و تقریباً ۲ تا ۳ برابر رسانایی حرارتی گرید ۵ است. این گرید، تغییرات بیشتری در ورودی گرما و محافظت را نسبت به آلیاژ تحمل می‌کند.
آیا جوشکاری تیتانیوم سخت است؟
جوشکاری تیتانیوم به سختی جوشکاری فولاد نیست. این فلز در دمای بالاتر از حدود ۴۲۶ درجه سانتیگراد با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن واکنش می‌دهد، بنابراین به محافظت کاملاً خنثی با محافظ مشعل، محافظ انتهایی و محافظ پشتی نیاز دارد. وقتی محافظت صحیح باشد، تیتانیوم به طور تمیز جوش داده می‌شود.
برای جوشکاری تیتانیوم از چه فلز پرکننده ای استفاده می کنید؟
از پرکننده‌ای استفاده کنید که با فلز پایه مطابقت داشته باشد: ERTi-2 (AWS A5.16) برای درجه ۲ و ERTi-5 برای درجه ۵. برای اتصال درجه ۲ به درجه ۵ که مشابه هم نیستند، از ERTi-2 استفاده کنید و سمت ضعیف‌تر را دنبال کنید، زیرا جوش فقط به اندازه فلز پایه درجه ۲ محکم است.
آیا جوشکاری تیتانیوم درجه ۵ را تضعیف می‌کند؟
جوشکاری، شکل‌پذیری را در ناحیه جوش درجه ۵ کاهش می‌دهد و ساختار جوش داده شده سخت‌تر و چقرمگی کمتری نسبت به فلز پایه دارد. عملیات حرارتی پس از جوشکاری، شکل‌پذیری را بازیابی می‌کند، تنش پسماند را کاهش می‌دهد و عملکرد خستگی را بهبود می‌بخشد، به همین دلیل است که برای جوش‌های درجه ۵ بحرانی مشخص شده است.
آیا تیتانیوم درجه 5 نیاز به عملیات حرارتی پس از جوشکاری دارد؟
درجه ۵ معمولاً برای جوش‌های تحت بار یا خستگی به عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیاز دارد، زیرا ناحیه جوش پس از سرد شدن، ساختاری سخت‌تر، با شکل‌پذیری کمتر و تنش پسماند ایجاد می‌کند. درجه ۲ معمولاً برای خوردگی نیازی به عملیات حرارتی پس از جوشکاری ندارد.
برای جوشکاری تیگ تیتانیوم به چه گاز محافظی نیاز دارید؟
از آرگون با خلوص بالا، حداقل ۹۹.۹۹۵٪ و در حالت ایده‌آل ۹۹.۹۹۹٪ استفاده کنید. تیتانیوم به محافظ مشعل، یک محافظ انتهایی در پشت جوش و پاکسازی پشتی ریشه جوش نیاز دارد، به طوری که جریان گاز تا زمانی که فلز تا زیر حدود ۴۲۵ درجه سانتیگراد خنک شود، ادامه یابد.
چرا جوش تیتانیوم آبی رنگ می‌شود؟
جوش آبی، بنفش یا خاکستری به معنای نقص در محافظت و جذب اکسیژن یا نیتروژن توسط فلز داغ است. نقره‌ای روشن تا کاهی روشن نشان دهنده محافظت مناسب است. آلودگی‌های آبی تیره، بنفش، خاکستری یا سفید باید برطرف شده و جوش دوباره انجام شود.
آیا جوشکاری درجه ۲ با جوشکاری درجه ۵ متفاوت است؟
تنظیمات محافظ یکسان است، اما کنترل آن متفاوت است. درجه ۲ امکان ایجاد پنجره پهن‌تر با تحمل بیشتر در برابر گرما و تغییرات محافظ را فراهم می‌کند. درجه ۵ به کنترل دمای بین پاسی پایین‌تر، محافظ دقیق‌تر و معمولاً عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیاز دارد.
آیا فولاد ضد زنگ می‌تواند جایگزین تیتانیوم جوش داده شده در سرویس خوردگی شود؟
اغلب بله. برای سرویس‌های کلریدی و شیمیایی که هزینه بالای تیتانیوم توجیه‌پذیر نیست، فولاد ضد زنگ 316L بسیار راحت‌تر جوش داده می‌شود و هزینه بسیار کمتری دارد. در مواردی که تیتانیوم به دلیل وزن، خستگی یا مقاومت در برابر محیط‌های خاص انتخاب می‌شود، هیچ گرید ضد زنگی به طور کامل جایگزین آن نمی‌شود.
نتیجه
جوشکاری تیتانیوم درجه ۲ در مقابل درجه ۵ به کنترل بستگی دارد، نه توانایی. هر دو درجه جوش می‌دهند، اما درجه ۲ درجه‌ی آسان‌گیر و مناسب برای کار در محل است، در حالی که درجه ۵ فقط با محافظت دقیق، ورودی حرارت منظم و معمولاً عملیات حرارتی پس از جوشکاری، استحکام بالایی را ارائه می‌دهد.
نکته‌ی کاربردی ساده است. وقتی مقاومت در برابر خوردگی، شکل‌پذیری و سهولت ساخت، طراحی را هدایت می‌کند، از درجه ۲ با پرکننده‌ی ERTi-2 استفاده کنید. وقتی استحکام و عمر خستگی، تلاش اضافی را توجیه می‌کند، از درجه ۵ با پرکننده‌ی ERTi-5 و یک روش PWHT واجد شرایط استفاده کنید. وقتی این دو را به هم جوش می‌دهید، سمت ضعیف‌تر را دنبال کنید و از ERTi-2 استفاده کنید.
برای کمک به انتخاب مواد مناسب و روش جوشکاری برای پروژه خود، با شرکت لیان‌یونگ‌گانگ داپو متال تماس بگیرید تا راهنمایی‌های لازم در مورد انتخاب مواد را دریافت کنید یا درخواست قیمت دهید.
