Плазменная сварка титановых труб
Do you know what elements are called "super materials"? In fact, this element is the 9th most abundant element and the 7th most abundant metal found in the Earth's crust, and it is titanium. The origin of the name can be traced back to Titan (son of the goddess of the earth in Greek mythology). Titanium is a low-density (a little over half that of steel) and high-strength metal with great corrosion resistance. Therefore, it is often referred to as a "superhero". Just for the record, it must have been surprising to you that it wasn't discovered until 1791.
Существует множество методов сварки титана и титановых сплавов с использованием различных методов, таких как плазменная сварка. Кроме того, вы, должно быть, слышали, что титановые трубы популярны благодаря своей прочности, коррозионной стойкости, низкой плотности, высокой ударной вязкости и многим другим превосходным свойствам. При легировании алюминием или ванадием титановые трубы могут проявлять более высокую прочность, сохраняя при этом преимущества в весе. Эти аспекты делают его предпочтительным материалом во всем мире для судостроения, аэрокосмической (коммерческая и военная авиация) и химической промышленности.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
Что такое плазменная сварка?
Плазменная сварка относится к технологии жидкостной дуговой сварки. Заготовка расплавляется за счет подачи высокоэнергетического -термически ионизированного газа, называемого плазмой, и между вольфрамовым электродом (нерасходуемым-) и заготовкой образуется электрическая дуга. Принцип работы плазменно-дуговой сварки заключается в термической резке, для которой требуется источник питания постоянного тока высокой-мощности. Температура дуги может достигать 33,000 градусов при поддержании низкого давления, высокой температуры и высокой концентрации тепла с защитным газом. В дополнение к этому, процесс сварки сопровождается оборудованием, методами и надлежащими испытаниями для обеспечения хорошего плавления или качества сварки.
Зачем использовать его для сварки титановых труб?
Сварка титановых труб может быть довольно сложной, так как материал становится высокореактивным при повышенных температурах, а также может негативно повлиять на общую целостность сварного шва в зависимости от содержащихся в нем примесей. Однако в этой ситуации может пригодиться плазменная дуговая сварка. Причина в том, что плазменная дуговая сварка имеет более низкое тепловложение, более высокие скорости сварки и перемещения, а также более высокий уровень металлургического качества, чем ранее использовавшиеся методы сварки вольфрамом в среде инертного газа.
Трубу какого диаметра можно сварить?
Режим замочной скважины и режим плавления — это два разных режима работы, используемых при плазменной дуговой сварке. Режим малых отверстий используется при более высоких расходах плазмообразующего газа и токах дуги, когда плазменная струя может проникнуть в соединение после вытеснения расплавленного металла и образования небольших отверстий. Эту модель можно использовать для всех коммерческих металлов, включая титановые трубы диаметром от 1,6 мм до 13 мм.
Режим сварки, с другой стороны, можно удобно использовать при более низких токах дуги для титановых труб и других коммерческих металлов толщиной от 0,050 мм до 3,2 мм за один проход. В то же время многопроходный режим плавки подходит для толщин более 6,4 мм. Вместо этого толщина и диапазоны толщины могут варьироваться в зависимости от используемого металла. По сути, присадочные стержни используются для сварки толстых материалов, поэтому вы можете легко сваривать металл большой толщины.
Что такое сварочный материал?
В качестве сварочного материала вы используете титановые трубки. Поскольку каждый элемент имеет свои уникальные механические и химические свойства, методы или этапы различаются в зависимости от металла, используемого для обеспечения качества сварного шва. Вот некоторые теоретические свойства титановых трубок:
Сварочные свойства титана
Какой тип машины используется?
Вам может быть интересно, какое оборудование и машины используются для плазменной дуговой сварки. В технологии используются источники питания с низкой плотностью, генераторы (высокочастотные), сварочные горелки, электроды (не-расходные материалы), контроллеры плазмы и защитного газа, устройства подачи присадочной проволоки или кабеля, проволочные щетки и т. д.
Кроме того, сварочные аппараты, используемые для плазменной дуговой сварки, работают на постоянном или переменном токе. Обратите внимание, что двигатели постоянного тока могут обеспечивать превосходную производительность, поскольку выделение тепла можно контролировать благодаря постоянному току. Хотя они экономичны-, сварочные аппараты переменного тока не самого лучшего качества, поскольку они используют переменный ток, поэтому количество передаваемого тепла меняется со временем.
Что может пойти не так?
Several factors can affect the weldability of titanium tubing. As you know, the titanium tube is heated during welding, so at temperatures above 500-600 degree , it is more likely to combine with oxygen, nitrogen, carbon or hydrogen present in the air, resulting in a decrease in mechanical properties such as the metal's Ductility and toughness. Other welding defects include porosity, slag inclusions, undercuts, incomplete fusion and incomplete penetration. All of these failures can occur during the welding process and can affect the quality of the weld.
Что такое качественный шов?
Если вы хотите получить качественный сварной шов, вы должны понимать, что такое качественный шов. Далее здесь укажем некоторые основные требования для обозначения соединения качественным сварным швом.
Изделие точно выполнено в соответствии с проектным размером.
Этот продукт обеспечивает необходимую прочность и функциональность.
Внешний вид сварного шва достигает необходимого уровня.
Бусины не имеют деформаций, трещин и отверстий.
Прочность сварного соединения считается равной прочности основного металла.
Связь между эффективностью соединения, прочностью сварного соединения и прочностью основного металла может быть выражена как эффективность соединения=прочность сварного соединения/прочность основного металла.
Как обеспечить качество сварки?
При использовании титановых трубок в качестве сварочного материала качество гарантируется всего за несколько шагов. Они могут включать, но не ограничиваться следующими шагами.
Нанесите метилэтилкетон через безворсовую ткань-для удаления поверхностных загрязнений (масла, грязи, пыли и ржавчины) с титановых трубок. Дайте растворителю полностью испариться.
Удалите окалину, которая, если ее не удалить, приведет к ослаблению сварных швов. Для этого вы можете использовать твердосплавный напильник или инструмент для удаления заусенцев.
Вы знаете, что титановая трубка должна быть полностью покрыта защитным газом, чтобы можно было использовать чистый аргон. Однако смесь аргона с гелием 75/25 лучше всего подходит для хорошего проникновения. Между прочим, в смесь также могут быть включены азот и водород.
Присадочный металл предпочтительнее, когда толщина титановой трубы превышает 0,010 дюйма. Убедитесь, что присадочный металл должен иметь те же свойства, что и основной металл.
Следует также учитывать влияние циклов нагрева/охлаждения, связанных с процессом сварки, на механические свойства титановой трубы.
Высокое качество сварных швов может быть достигнуто с помощью плоской сварки, которая рекомендуется для всех методов дуговой сварки и обеспечивает высокое качество сварных швов при высокой скорости наплавки. Это также приводит к увеличению расплавленной ванны, что приводит к более медленным скоростям затвердевания и охлаждения, позволяя газу выходить из ансамбля и, в конечном итоге, подавляя пористость.
Еще один момент, который необходимо учитывать, — это толщина трубы. По мере увеличения толщины трубы параметры соединения становятся более критическими. Таким образом, правильная глубина скоса с обеих сторон соединения и площадь контактной площадки между скосами отвечают за качество пайки.
Как проверяют сварные швы?
Сварные швы тестируются с использованием соответствующих методов в строго контролируемых условиях окружающей среды. NDT (неразрушающий контроль) широко используется для оценки сварных швов и обычно включает в себя такие испытания, как визуальный осмотр, магнитопорошковый контроль, проникающая жидкость, вихретоковый контроль, акустическая эмиссия, ультразвук и рентгенография. Осмотрите сварные швы на предмет равномерного распределения сварочного материала, отсутствия загрязнений, пористости, герметичности соединений, герметичности-и надлежащей прочности. Сварные соединения испытываются в соответствии со стандартами, указанными в одном из вышеприведенных разделов.
последние слова
Титановые трубы находят коммерческое применение в различных отраслях высоких-технологий и точности. Поэтому понимание его паяемости имеет решающее значение. Поэтому для сварки титановых труб широко используются многие сварочные процессы, такие как GTAW, GMAW, LBW, RW и EBW, и это лишь некоторые из них. Плазменно-дуговая или плазменная сварка также является одним из них и широко используется при сварке титановых труб. Основные принципы этого процесса одинаковы для всех металлов. Тем не менее, существуют некоторые методы и приемы, которые зависят от сварочного материала и обеспечивают хорошее качество сварки.
