Cả hai loại titan đều hàn tốt bằng phương pháp TIG, nhưng việc hàn titan loại 2 và loại 5 không hề dễ dàng. Titan tinh khiết loại 2 dễ hàn, với phạm vi điều chỉnh nhiệt độ rộng và khả năng chịu đựng tạp chất cao. Titan loại 5 (Ti-6Al-4V) chỉ hàn được khi kiểm soát chặt chẽ lượng nhiệt đầu vào, sử dụng lớp chắn khí trơ nghiêm ngặt và thường cần xử lý nhiệt sau khi hàn.
Một giám sát viên bảo trì nhà máy hóa chất đã học được bài học này một cách khó khăn. Ông đã đặt hàng một đường ống dẫn nước biển bằng vật liệu cấp 5 vì bảng thông số vật liệu ghi là "hợp kim bền hơn", sau đó chứng kiến đội thợ hàn của mình phải vật lộn với việc kiểm soát màu sắc, làm lại và một mẫu thử bị nứt khiến không vượt qua được bài kiểm tra uốn. Khi bộ phận kỹ thuật chỉ định lại đường ống bằng vật liệu cấp 2 với que hàn ERTi-2, các mối hàn đã có màu bạc ngay từ lần hàn đầu tiên, và đường ống đã hoạt động được ba năm mà không gặp sự cố nào.
Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ phân tích chi tiết việc hàn titan cấp 2 so với cấp 5 : loại nào dễ hàn hơn và tại sao, nên chọn loại que hàn nào, cách che chắn và hàn từng loại, cách hàn chúng với nhau và cách kiểm tra mối hàn hoàn thiện. Sau khi đọc xong, bạn sẽ biết chính xác quy trình hàn của mình cần bao gồm những gì.
Các nội dung chính
- Thép cấp 2 hàn dễ hơn nhiều so với thép cấp 5. Nó là titan alpha đơn pha với phạm vi hàn rộng hơn, độ giãn dài khoảng 20% và độ dẫn nhiệt gấp khoảng 2-3 lần, do đó nó chịu được sự thay đổi nhiệt độ và lớp chắn tốt hơn.
- Thép cấp 5 (Ti-6Al-4V) có thể hàn được nhưng đòi hỏi kỹ thuật cao. Nó cần lớp bảo vệ khí tỉ mỉ, lượng nhiệt đầu vào được kiểm soát, nhiệt độ giữa các lớp hàn gần 150-200°C, và thường cần xử lý nhiệt sau hàn để khôi phục độ dẻo.
- Chọn loại que hàn phù hợp với kim loại nền: ERTi-2 cho cấp độ 2 và ERTi-5 cho cấp độ 5. Để hàn cấp độ 2 với cấp độ 5, hãy hàn theo phía có cạnh yếu hơn và sử dụng ERTi-2.
- Titan phản ứng với không khí ở nhiệt độ trên khoảng 426°C (800°F), vì vậy mỗi mối hàn cần có tấm chắn bảo vệ mỏ hàn, tấm chắn phía sau và thổi khí argon tinh khiết cao (99.995% trở lên) vào phía sau.
- Màu sắc mối hàn là một cách kiểm tra chất lượng. Màu bạc sáng đến màu vàng nhạt nghĩa là mối hàn được che chắn tốt; màu xanh lam, tím, xám hoặc trắng nghĩa là bị nhiễm bẩn và cần làm lại.
Có thể hàn titan cấp 2 và cấp 5 không?
Đúng vậy. Titan cấp 2 và cấp 5 đều có thể hàn được, và chúng có thể được hàn với nhau dù là các loại khác nhau. Sự khác biệt nằm ở độ khó và kiểm soát quy trình, chứ không phải ở việc vật liệu có thể được nối với nhau hay không.
- Thép cấp 2 dễ hàn. Titan tinh khiết thương mại (CP) là loại dễ gia công nhất trong nhóm, đó là lý do tại sao nó chiếm ưu thế trong chế tạo các thiết bị hóa chất, hàng hải và bộ trao đổi nhiệt bằng phương pháp hàn.
- Mối hàn cấp 5 với quy trình kiểm soát nghiêm ngặt hơn. Hợp kim Ti-6Al-4V tạo ra các mối hàn chắc chắn, nhưng chỉ khi quy trình hàn được thực hiện nghiêm ngặt.
- Các khớp nối không đồng nhất từ cấp độ 2 đến cấp độ 5 đã được chứng minh. Các nhà sản xuất hàng không vũ trụ ghép các tấm vỏ cấp 2 với các thanh giằng cấp 5 thành các phôi hàn tùy chỉnh bằng cách sử dụng hàn chùm tia điện tử, laser và hàn điểm điện trở, và sự kết hợp này cũng có thể được hàn bằng TIG với que hàn ERTi-2.
Có một quan niệm sai lầm phổ biến cho rằng “không thể hàn titan”. Sự thật lại hoàn toàn ngược lại. Titan hàn rất sạch khi được bảo vệ khỏi không khí. Các lỗi xảy ra do nhiễm bẩn, chứ không phải do hồ quang. Khi bạn kiểm soát được lớp bảo vệ, cả hai loại titan đều hoạt động một cách dễ dự đoán.
Tại sao hàn titan cần phải có lớp bảo vệ?
Titan là một kim loại cực kỳ hoạt động ở nhiệt độ trên khoảng 426°C (800°F). Nó phản ứng với oxy, nitơ và hydro từ khí quyển, và những phản ứng đó phá hủy mối hàn.
Sản phẩm gây hại nhất là lớp alpha. Oxy là chất ổn định alpha mạnh, và khi titan nóng hấp thụ nó, một lớp bề mặt cứng, giòn gọi là lớp alpha sẽ hình thành. Lớp alpha có độ dẻo kém và độ bền chống gãy thấp, và nó có thể tạo ra các vết nứt mỏi trong mối hàn trông vẫn ổn. Oxy có thể được hấp thụ ở nhiệt độ trên khoảng 250°C, hydro trên khoảng 400°C và nitơ trên khoảng 600°C, vì vậy sự nhiễm bẩn bắt đầu ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ hàn.
Các nguyên tử xen kẽ được hấp thụ này làm biến dạng mạng tinh thể titan. Chúng làm tăng độ cứng và độ bền trong khi phá hủy tính dẻo và độ dai. Hydro cũng có thể tạo thành các tấm titan hydrua giòn. Vì những lý do này, các mối hàn titan được thực hiện trong môi trường khí trơ hoàn toàn, và mối hàn phải được che chắn cho đến khi nguội xuống dưới khoảng 425°C.
Titanium cũng cần ít nhiệt hơn thép. Bạn hàn nó ở nhiệt độ "càng thấp càng tốt", điều này khiến công tác che chắn càng quan trọng hơn vì không có nhiều chỗ cho sai sót. Để có cái nhìn tổng quan hơn về đặc tính của titanium trong toàn bộ dòng sản phẩm, hãy xem biểu đồ mác titanium và hướng dẫn về tính chất của titanium của chúng tôi.
So sánh khả năng hàn giữa Titan cấp 2 và Titan cấp 5:
Bảng dưới đây tóm tắt sự so sánh giữa hai cấp bậc này về khả năng hàn. Sự khác biệt về mặt vật lý là yếu tố quyết định mọi khía cạnh khác trong bài viết này.
| Yếu tố hàn | Cấp độ 2 (CP Ti, R50400) | Cấp độ 5 (Ti-6Al-4V, R56400) |
|---|---|---|
| Loại hình | Tinh khiết thương mại (alpha) | Hợp kim alpha-beta (6% Al, 4% V) |
| Khả năng hàn tương đối | Cửa sổ rộng, tuyệt vời | Kiểm soát quy trình tốt và nghiêm ngặt |
| Chất độn điển hình (AWS A5.16) | ERTi-2 (UNS R50120) | ERTi-5 (UNS R56400) |
| Độ giãn dài | ~ 20% | ~ 10-14% |
| Dẫn nhiệt | 15-22 W/m·K | 6.5-7.2 W/m·K |
| Sự tập trung nhiệt trong vùng hàn | Thấp (Lây lan nhanh) | Nồng độ cao (nồng độ cao) |
| Khả năng chịu đựng ô nhiễm | Cao hơn | Hạ |
| Xử lý nhiệt sau khi hàn | Thông thường không cần thiết | Thường cần thiết cho các mối hàn chịu tải trọng quan trọng hoặc tải trọng mỏi. |
| Các ứng dụng hàn điển hình | Xử lý hóa chất, nước biển, bộ trao đổi nhiệt | Các bộ phận hàng không vũ trụ, chịu tải và có tính chu kỳ |
Vì sao mối hàn cấp 2 lại dễ hàn hơn?
Titan cấp 2 là titan tinh khiết về mặt thương mại, về cơ bản là pha alpha đơn với hàm lượng titan khoảng 99%. Độ bền của nó được quyết định bởi oxy xen kẽ, chứ không phải bởi các nguyên tố hợp kim, do đó không có sản phẩm chuyển đổi pha beta nào hình thành trong mối hàn khi nguội.
Sự đơn giản đó mang lại cho thép cấp 2 hai ưu điểm thực tiễn. Thứ nhất, độ dẻo cao hơn của nó, với độ giãn dài khoảng 20%, giúp hấp thụ ứng suất co ngót của mối hàn nguội mà không bị nứt. Thứ hai, độ dẫn nhiệt của nó, khoảng 15-22 W/m·K, giúp tản nhiệt ra khỏi mối nối, do đó vũng chảy và vùng ảnh hưởng nhiệt vẫn nhỏ hơn và ít tập trung hơn.
Kết quả là phạm vi hàn rộng. Những thay đổi nhỏ về cường độ dòng điện, tốc độ di chuyển hoặc vật liệu chắn bảo vệ đều được bỏ qua. Đó là lý do tại sao ống và đường ống cấp 2 được hàn tại hiện trường ở các nhà máy hóa chất và khử muối, thường bằng thiết bị TIG di động. Hướng dẫn về titan cấp 2 của chúng tôi bao gồm đầy đủ các đặc tính và ứng dụng của vật liệu này.
Vì sao cấp độ 5 (Ti-6Al-4V) đòi hỏi sự kiểm soát nghiêm ngặt hơn
Thép cấp 5 là hợp kim alpha-beta được tăng cường bởi khoảng 6% nhôm và 4% vanadi. Thành phần hóa học này mang lại độ bền gấp khoảng ba lần so với thép cấp 2, nhưng nó làm cho mối hàn có đặc tính khác.
Khi nguội, vùng hàn của hợp kim alpha-beta có thể hình thành cấu trúc vi mô cứng hơn và kém dẻo hơn. Hợp kim cấp 5 cũng chỉ dẫn nhiệt ở mức khoảng 6.5-7.2 W/m·K, bằng một phần ba giá trị của cấp 2, do đó nhiệt vẫn tập trung ở mối hàn. Sự tập trung này làm tăng nguy cơ quá nhiệt, tăng trưởng hạt và nhiễm bẩn chính xác ở khu vực khó che chắn nhất.
Vì những lý do này, hàn titan cấp 5 đòi hỏi sự kiểm soát quy trình tỉ mỉ: bề mặt sạch, lớp chắn có độ tinh khiết cao, lượng nhiệt đầu vào được kiểm soát, nhiệt độ giữa các lớp hàn gần 150-200°C, và thường cần xử lý nhiệt sau hàn. Bản thân kim loại mối hàn có độ dẻo thấp hơn kim loại gốc, đó là lý do tại sao xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) thường được chỉ định. Nếu thiết kế của bạn bị giới hạn bởi độ bền hoặc độ mỏi, hướng dẫn về titan cấp 5 và bảng so sánh độ bền giữa titan cấp 5 và cấp 2 của chúng tôi sẽ giải thích khi nào thì việc chấp nhận những khó khăn bổ sung là xứng đáng.
Lựa chọn kim loại phụ: ERTi-2 so với ERTi-5
Việc lựa chọn vật liệu hàn trước hết phải tuân theo một nguyên tắc: phải chọn vật liệu hàn phù hợp với kim loại nền để đảm bảo thành phần hóa học của mối hàn luôn nhất quán. Các tổ hợp tiêu chuẩn theo AWS A5.16 rất đơn giản.
| Kim loại cơ bản | Điền thông tin phù hợp (AWS A5.16) | Dịch vụ điển hình |
|---|---|---|
| Cấp độ 2 (Titanium CP) | ERTi-2 (UNS R50120) | Dịch vụ chống ăn mòn, chế tạo hóa chất và hàng hải |
| Lớp 5 (Ti-6Al-4V) | ERTi-5 (UNS R56400) | Các mối hàn kết cấu và hàng không vũ trụ có độ bền cao |
| Lớp 2 đến lớp 5 (không giống nhau) | ERTi-2 (quy tắc bên yếu hơn) | Các mối nối hàn tùy chỉnh và mối nối chuyển tiếp |
ERTi-2 là chất độn CP có độ tinh khiết cao với giới hạn khe hở nhỏ. Nó có khả năng hàn tốt, chống ăn mòn và giá thành hợp lý, trở thành chất độn chủ lực cho các thiết bị hàn chống ăn mòn.
ERTi-5 mang thành phần hóa học của hợp kim, với hàm lượng nhôm khoảng 5.5-6.75% và vanadi khoảng 3.5-4.5%. Đây là tiêu chuẩn cho các mối hàn kết cấu cường độ cao và có độ nhạy cao hơn một chút trong quá trình hàn, do đó đòi hỏi quy trình hàn phải tuân thủ nghiêm ngặt như kim loại nền.
Nguyên tắc phía yếu hơn đối với các mối hàn không đồng nhất
Khi hàn thép cấp 2 với thép cấp 5, mối hàn chỉ bền bằng vật liệu yếu hơn, tức là thép cấp 2. Theo kinh nghiệm thực tế, nên chọn vật liệu yếu hơn và sử dụng que hàn ERTi-2 thay vì ERTi-5. Sử dụng que hàn bền hơn không làm cho mối hàn giới hạn bởi thép cấp 2 bền hơn, mà còn làm tăng chi phí và độ nhạy.
Đây không phải là lý thuyết suông. Các nhà sản xuất hàng không vũ trụ ghép các lớp vỏ cấp 2 với các thanh giằng cấp 5 để tạo ra các phôi hàn tùy chỉnh, kết hợp khả năng định hình của cấp 2 với độ bền của cấp 5. Cả hàn chùm tia điện tử và hàn laser sợi quang đều đã được chứng nhận cho các mối nối này. Nếu bạn đang ghép hai cấp vật liệu này, hãy xác minh quy trình với nhà sản xuất vật liệu và chứng nhận theo tiêu chuẩn AWS D17.1 hoặc ISO 15614-5 trước khi sản xuất.
Hàn TIG Titan: Thông số và thiết lập che chắn
Hàn hồ quang vonfram khí bảo vệ, hay TIG, là quy trình tiêu chuẩn để hàn titan. Hầu hết các phương pháp hàn titan sử dụng dòng điện một chiều cực âm (DCEN) với khởi động tần số cao, thấu kính khí để đảm bảo dòng khí lưu thông đều và cốc hàn lớn hơn so với khi hàn thép.
Che chắn: Ngọn đuốc, Vệt khói và Vệt khói ngược
Titan cần một chiến lược bảo vệ ba lớp, vì kim loại này vẫn phản ứng cho đến khi nguội xuống dưới khoảng 425°C.
- Che chắn bằng ngọn đuốc. Khí argon có độ tinh khiết cao, tối thiểu 99.995% (argon 4.6), lý tưởng nhất là 99.999% (argon 5.0) cho các công việc đòi hỏi độ tinh khiết cao. Lưu lượng khí hàn điển hình là 15-20 CFH.
- Tấm chắn phía sau. Mối hàn phía sau mỏ hàn vẫn nóng và dễ bị tổn thương. Một tấm chắn phía sau giúp mở rộng phạm vi bao phủ khí argon vài inch phía sau mỏ hàn để bảo vệ kim loại đang nguội.
- Xả ngược. Nếu không được bảo vệ, mối hàn sẽ bị oxy hóa từ bên dưới. Đối với ống và đường ống, cần thổi khí argon vào bên trong, và đối với các ứng dụng quan trọng, cần giữ nồng độ oxy dưới 20 ppm cho đến khi mối hàn nguội.
Sau khi hồ quang tắt, tiếp tục duy trì dòng khí trong ít nhất 10 giây để kim loại nóng không bao giờ tiếp xúc với không khí. Sự nhiễm bẩn rất dễ xảy ra và khó phát hiện. Dầu, dấu vân tay, dây hàn bẩn, ống dẫn khí bằng cao su đã hấp thụ hơi ẩm và các dụng cụ từng chạm vào thép carbon đều có thể gây ra khuyết tật. Chỉ sử dụng các dụng cụ và dây hàn chuyên dụng, đã được tẩy dầu mỡ, dành riêng cho titan.
Cường độ dòng điện và nhiệt độ giữa các đường dẫn
Titan được hàn ở nhiệt độ thấp. Dưới đây là hướng dẫn cơ bản về hàn TIG thủ công trên tấm mỏng:
| Chất liệu dày | Cường độ dòng điện xấp xỉ |
|---|---|
| 1.5 mm | 40-70 A |
| 3.0 mm | 90-130 A |
| 6.0 mm | 160-220 A |
Giữ nhiệt độ giữa các lớp hàn ở mức khoảng 150-200°C hoặc thấp hơn để kiểm soát sự phát triển hạt trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Nếu bạn đang chế tạo thiết bị titan hàn cho mục đích chống ăn mòn và muốn so sánh với các loại thép không gỉ mà chúng tôi gia công, đội ngũ gia công tùy chỉnh của chúng tôi có thể giúp bạn đánh giá các lựa chọn thay thế.
Kiểm tra màu sắc mối hàn: Mối hàn đang nói lên điều gì với bạn?
Màu sắc mối hàn là cách kiểm tra chất lượng nhanh nhất đối với titan. Màu sắc xuất hiện ở những vị trí kim loại tiếp xúc với nhiệt độ trên khoảng 450°C, cho biết liệu lớp bảo vệ có giữ cho mối hàn ổn định trong suốt chu kỳ làm nguội hay không.
| Màu hàn | Ý nghĩa | Hoạt động |
|---|---|---|
| Bạc sáng | Che chắn thích hợp | Chấp nhận |
| màu rơm nhạt / vàng nhạt | Ô nhiễm nhỏ | Thường được chấp nhận |
| ánh sáng màu xanh | Một số chất gây ô nhiễm | Đánh giá; thường được chấp nhận trong các dịch vụ không quan trọng. |
| Xanh đậm / tím | Sự nhiễm bẩn oxy hoặc nitơ | Sửa đổi hoặc loại bỏ |
| Dạng bột màu xám/trắng | Ô nhiễm nghiêm trọng, trường hợp alpha | Tháo ra và hàn lại |
Nếu mối hàn có màu xanh đậm, tím, xám hoặc trắng, điều đó có nghĩa là lớp bảo vệ đã bị lỗi và kim loại bị giòn. Hãy mài hoặc gia công bỏ phần bị ảnh hưởng và hàn lại với lớp bảo vệ khí thích hợp. Màu bạc đến màu vàng nhạt trên mối hàn thử nghiệm là dấu hiệu xác nhận rằng thiết lập bảo vệ khí đã đúng trước khi bạn tiến hành hàn sản xuất.
Xử lý nhiệt sau hàn: Khi nào cần thiết cho thép cấp 5
Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) là điểm khác biệt lớn nhất giữa thép cấp 2 và thép cấp 5 trong thực tế.
Vật liệu cấp 2 thường không cần xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) để chống ăn mòn. Mối hàn nguội tạo thành cấu trúc alpha dẻo, và tính chất dễ gia công của vật liệu cho phép hầu hết các mối hàn được đưa thẳng vào sử dụng hoặc thử nghiệm thủy lực.
Cấp độ 5 thì khác. Vùng hàn của hợp kim Ti-6Al-4V nguội đi tạo thành cấu trúc cứng hơn, kém dẻo hơn so với kim loại nền, và ứng suất dư từ quá trình hàn có thể khiến các mối nối chịu tải trọng quan trọng hoặc chịu mỏi dễ bị nứt. Xử lý giảm ứng suất hoặc ủ sau khi hàn giúp khôi phục độ dẻo, giảm ứng suất dư và cải thiện khả năng chịu mỏi. Vì lý do đó, quy trình hàn cấp độ 5 đối với các bộ phận chịu tải hầu như luôn bao gồm xử lý nhiệt sau hàn (PWHT).
Một xưởng gia công mà chúng tôi quen biết đã học được bài học này khi một lô giá đỡ Ti-6Al-4V bị nứt tại mối hàn trong quá trình thử nghiệm độ bền. Các mối hàn trông sạch sẽ và có màu bạc, nhưng xưởng đã bỏ qua bước xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) để tiết kiệm một ngày công. Chu kỳ ủ lại đã làm giảm ứng suất dư và khôi phục độ dẻo, và các giá đỡ được thử nghiệm lại đã đạt yêu cầu. Bài học rút ra là: với vật liệu cấp 5, các bước bổ sung là bắt buộc.
Ứng dụng hàn: Mỗi cấp độ vật liệu có ưu điểm riêng
Loại mác thép bạn chọn cho mối hàn phải phù hợp với kiểu hỏng hóc mà bạn đang thiết kế để phòng ngừa.
- Chọn cấp độ 2 cho ứng dụng chống ăn mòn mối hàn. Các ứng dụng trong xử lý hóa chất, khử muối, đường ống hàng hải và bộ trao đổi nhiệt được chế tạo bằng thép cấp 2 vì nó dễ hàn, chống ăn mòn và có thể sửa chữa tại chỗ. Khả năng hàn tốt giúp giảm chi phí chế tạo.
- Chọn cấp độ 5 để đảm bảo độ bền hàn và khả năng chịu mỏi. Các cấu trúc hàng không vũ trụ, giá đỡ chịu tải trọng cao và các bộ phận chịu tải trọng chu kỳ đòi hỏi việc hàn nghiêm ngặt hơn đối với hợp kim cấp 5 vì hợp kim này có độ bền gấp khoảng ba lần ở mật độ tương tự.
Trước khi quyết định sử dụng phương pháp lắp ráp hàn, hãy so sánh giá thành của hai loại vật liệu , vì giá vật liệu và độ dễ gia công thường cùng quyết định loại vật liệu được chọn.
Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến ăn mòn và bạn đang cân nhắc giữa titan và các vật liệu hàn tiết kiệm hơn, thép không gỉ 316L là lựa chọn thay thế phổ biến. DAPU cung cấp các sản phẩm thép không gỉ 316 và ống thép không gỉ đáp ứng hầu hết các dịch vụ xử lý chất lỏng bằng phương pháp hàn với chi phí thấp hơn nhiều so với titan.
Bạn không chắc liệu mối hàn của mình có cần titan hay không? Đội ngũ tư vấn kỹ thuật của chúng tôi giúp các kỹ sư so sánh các loại và vật liệu dựa trên điều kiện sử dụng thực tế, chứ không chỉ dựa vào catalog.
Câu Hỏi Thường Gặp
Có thể hàn titan cấp 2 với titan cấp 5 không?
Đúng vậy. Titan cấp 2 và cấp 5 có thể được hàn với nhau dù là hai loại khác nhau. Đối với hàn TIG, hãy sử dụng que hàn ERTi-2 và hàn theo phía yếu hơn, vì mối hàn không mạnh hơn titan cấp 2. Các nhà sản xuất trong ngành hàng không vũ trụ cũng hàn hai loại titan này bằng phương pháp hàn chùm tia điện tử và hàn laser để tạo ra các phôi hàn theo yêu cầu.
Loại titan nào dễ hàn nhất?
Vật liệu cấp 2 là dễ sử dụng nhất. Đó là titan nguyên chất đơn pha có phạm vi hàn rộng hơn, độ dẻo cao hơn và độ dẫn nhiệt gấp khoảng 2-3 lần so với vật liệu cấp 5. Nó chịu được sự thay đổi về lượng nhiệt đầu vào và khả năng chắn nhiệt tốt hơn so với hợp kim.
Titan có khó hàn không?
Titan không khó hàn như thép. Nó phản ứng với oxy, nitơ và hydro ở nhiệt độ trên khoảng 426°C, vì vậy cần phải có lớp bảo vệ hoàn toàn bằng khí trơ bao gồm tấm chắn mỏ hàn, tấm chắn phía sau và hệ thống thổi khí ngược. Khi lớp bảo vệ được thực hiện đúng cách, titan sẽ hàn rất sạch.
Bạn sử dụng loại kim loại phụ nào để hàn titan?
Sử dụng vật liệu hàn phù hợp với kim loại nền: ERTi-2 (AWS A5.16) cho cấp độ 2 và ERTi-5 cho cấp độ 5. Đối với mối nối giữa kim loại cấp độ 2 và cấp độ 5 không đồng nhất, hãy sử dụng ERTi-2 và hàn theo phía có độ bền thấp hơn, vì mối hàn chỉ mạnh bằng kim loại nền cấp độ 2.
Liệu quá trình hàn có làm suy yếu titan cấp 5 không?
Quá trình hàn làm giảm độ dẻo trong vùng hàn cấp 5, và cấu trúc sau hàn sẽ cứng hơn và kém bền hơn so với kim loại gốc. Xử lý nhiệt sau hàn giúp khôi phục độ dẻo, giảm ứng suất dư và cải thiện khả năng chịu mỏi, đó là lý do tại sao nó được quy định cho các mối hàn cấp 5 quan trọng.
Titan cấp 5 có cần xử lý nhiệt sau khi hàn không?
Thép cấp 5 thường cần xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) đối với các mối hàn chịu tải hoặc chịu mỏi, vì vùng hàn nguội đi tạo thành cấu trúc cứng hơn, kém dẻo hơn với ứng suất dư. Thép cấp 2 thường không cần PWHT đối với các ứng dụng chống ăn mòn.
Bạn cần loại khí bảo vệ nào để hàn TIG titan?
Sử dụng khí argon có độ tinh khiết cao, ít nhất 99.995% và lý tưởng là 99.999%. Hàn titan cần có tấm chắn bảo vệ mỏ hàn, tấm chắn phía sau mối hàn và thổi khí ngược vào chân mối hàn, duy trì dòng khí cho đến khi kim loại nguội xuống dưới khoảng 425°C.
Tại sao mối hàn titan lại chuyển sang màu xanh lam?
Mối hàn màu xanh lam, tím hoặc xám cho thấy lớp bảo vệ đã bị hỏng và kim loại nóng đã hấp thụ oxy hoặc nitơ. Màu bạc sáng đến vàng nhạt cho thấy lớp bảo vệ đạt yêu cầu. Vết bẩn màu xanh đậm, tím, xám hoặc trắng cần được loại bỏ và phải hàn lại.
Bạn có hàn thép cấp 2 khác với thép cấp 5 không?
Cấu hình che chắn thì giống nhau, nhưng cách điều khiển thì khác. Cấp độ 2 cho phép phạm vi điều chỉnh rộng hơn với khả năng chịu đựng tốt hơn đối với sự thay đổi nhiệt độ và che chắn. Cấp độ 5 yêu cầu kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp hàn thấp hơn, che chắn nghiêm ngặt hơn và thường cần xử lý nhiệt sau khi hàn.
Thép không gỉ có thể thay thế titan hàn trong các ứng dụng ăn mòn không?
Thường thì đúng vậy. Đối với các ứng dụng trong môi trường chứa clorua và hóa chất, nơi mà giá thành cao của titan khó có thể được biện minh, thép không gỉ 316L dễ hàn hơn nhiều và có giá thành thấp hơn đáng kể. Trong trường hợp titan được chọn vì trọng lượng nhẹ, khả năng chịu mỏi hoặc khả năng chống chịu với các môi trường cụ thể, không có loại thép không gỉ nào có thể thay thế hoàn toàn.
Kết luận
So sánh hàn titan cấp 2 và cấp 5 chủ yếu dựa vào khả năng kiểm soát, chứ không phải khả năng thực tế. Cả hai loại đều có thể hàn được, nhưng cấp 2 dễ sử dụng hơn, thân thiện với điều kiện thực tế, trong khi cấp 5 chỉ đạt được độ bền cao khi có lớp chắn bảo vệ nghiêm ngặt, lượng nhiệt đầu vào được kiểm soát chặt chẽ và thường cần xử lý nhiệt sau khi hàn.
Tóm lại, điều cần nhớ là như sau: Sử dụng thép cấp 2 với que hàn ERTi-2 khi khả năng chống ăn mòn, khả năng tạo hình và độ dễ gia công là yếu tố quyết định thiết kế. Sử dụng thép cấp 5 với que hàn ERTi-5 và quy trình xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) đạt tiêu chuẩn khi độ bền và tuổi thọ mỏi xứng đáng với công sức bỏ ra. Khi hàn hai loại thép này lại với nhau, hãy hàn theo phía có độ bền thấp hơn và sử dụng que hàn ERTi-2.
Để được hỗ trợ lựa chọn vật liệu và quy trình hàn phù hợp cho dự án của bạn, hãy liên hệ với LIANYUNGANG DAPU METAL để được tư vấn lựa chọn vật liệu hoặc yêu cầu báo giá.
