Плазмове зварювання титанових трубок
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.
Існує багато методів зварювання титану та титанових сплавів з використанням різноманітних методів, таких як плазмове зварювання. Крім того, ви, напевно, чули, що титанові трубки популярні завдяки своїй міцності, стійкості до корозії, низької щільності, високої міцності та багатьох інших чудових властивостей. При легуванні алюмінієм або ванадієм титанові трубки можуть демонструвати більш високу міцність, зберігаючи при цьому переваги у вазі. Ці аспекти роблять його вибором у всьому світі для суднобудування, аерокосмічної (комерційної та військової авіації) та хімічної промисловості.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
Що таке плазмове зварювання?
Плазмове зварювання відноситься до технології рідкого дугового зварювання. Заготовка розплавляється шляхом подачі високоенергетичного термічно іонізованого газу, який називається плазмою, і між вольфрамовим електродом (не-витратним) і заготовкою утворюється електрична дуга. Принцип роботи плазмово-дугового зварювання — термічна різка, що вимагає високої{2}}потужності джерела живлення постійного струму. Температура дуги може досягати 33,000 градусів при підтримці низького тиску, високої температури та високої концентрації тепла за допомогою захисного газу. На додаток до цього, процес зварювання супроводжується обладнанням, технологіями та належним випробуванням для забезпечення хорошого зварювання або якості зварювання.
Навіщо його використовувати для зварювання титанових труб?
Зварювання титанових труб може бути досить складним, оскільки матеріал стає високореакційною здатністю при підвищених температурах, а також може негативно впливати на загальну цілісність зварного шва залежно від домішок, що містяться. Однак у цій ситуації може стати в нагоді плазмово-дугове зварювання. Причина полягає в тому, що плазмове зварювання має меншу тепловіддачу, більш високу швидкість зварювання та переміщення, а також вищий рівень металургійної якості, ніж раніше використовувані методи зварювання вольфрамом інертним газом.
Трубу якого розміру можна зварювати?
Режим «замкової свердловини» та режим плавлення — це два різні режими роботи, які використовуються при плазмово-дуговому зварюванні. Режим малих отворів використовується при більш високих швидкостях потоку плазмового газу та дугових струмах, коли плазмовий струмінь може проникнути в з’єднання після витіснення розплавленого металу та утворення невеликих отворів. Цю модель можна використовувати для всіх комерційних металів, включаючи титанові труби від 1,6 мм до 13 мм.
З іншого боку, режим зварювання можна зручно використовувати при нижчих дугових струмах для титанових труб та інших промислових металів товщиною від 0,050 мм до 3,2 мм за один прохід. У той же час багатопрохідний режим плавлення підходить для товщини понад 6,4 мм. Натомість діапазони товщини та товщини можуть відрізнятися залежно від використовуваного металу. По суті, присадочні стрижні використовуються для зварювання товстих матеріалів, тому ви можете легко зварювати метал великої товщини.
Що таке зварювальний матеріал?
Зварювальний матеріал, який ви використовуєте, - це титанові трубки. Оскільки кожен елемент має свої унікальні механічні та хімічні властивості, методи або етапи варіюються залежно від металу, який використовується для забезпечення якості зварного шва. Ось деякі теоретичні властивості титанових трубок:
Властивості зварювання титану
Який тип машини використовується?
Вам може бути цікаво, який тип обладнання та механізмів використовується для плазмово-дугового зварювання. У цій технології використовуються джерела живлення низької щільності, генератори (високочастотні), зварювальні пальники, електроди (не-витратні матеріали), контролери плазми та захисного газу, пристрої подачі дроту або кабелю, дротяні щітки тощо.
Крім того, зварювальні апарати, які використовуються для плазмово-дугового зварювання, бувають постійним або змінним струмом. Зауважте, що двигуни постійного струму можуть забезпечити чудову продуктивність, оскільки тепло, що надається, регулюється завдяки постійному струму. Хоча вони економічно{0}}ефективні, зварювальні апарати змінного струму не найкращої якості, оскільки вони використовують змінний струм, тому кількість тепла, що передається, змінюється з часом.
Що може піти 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.
Що таке якісний зварний шов?
Якщо ви хочете отримати якісний зварний шов, ви повинні розуміти, що таке якісний зварний шов. Згодом тут ми згадаємо деякі основні вимоги до іменування з’єднання якісним зварним швом.
Виріб точно укомплектовано відповідно до розміру проекту.
Цей виріб забезпечує необхідну міцність і функціональність.
Зовнішній вигляд зварного шва досягає необхідного рівня.
Бісер не має деформацій, тріщин і дірочок.
Міцність зварного з'єднання вважається рівною міцності основного металу.
Зв’язок між ефективністю з’єднання, міцністю зварного з’єднання та міцністю основного металу можна виразити як ефективність з’єднання=міцність зварного з’єднання/міцність основного металу.
Як забезпечити якість зварного шва?
При використанні титанових труб як зварювального матеріалу якість гарантується всього за кілька кроків. Вони можуть включати наступні кроки, але не обмежуються ними.
Нанесіть метилетилкетон через тканину без ворсу-, щоб видалити поверхневе забруднення (масло, бруд, пил та іржу) з титанових трубок. Дайте розчиннику повністю випаруватися.
Видаліть окалину, яка, якщо її не видалити, призведе до слабкіших зварних швів. Для цього можна використовувати твердосплавний напилок або твердосплавний інструмент для видалення задирок.
Ви знаєте, що титанову трубку потрібно повністю покрити захисним газом, щоб ви могли використовувати чистий аргон. Однак для хорошого проникнення найкраще підходить суміш аргону гелію 75/25. До речі, азот і водень також можуть бути включені в суміш.
Присадковий метал є кращим, якщо товщина титанової трубки перевищує 0,010 дюймів. Переконайтеся, що присадний метал повинен мати такі ж властивості, як і основний метал.
Слід також враховувати вплив циклів нагрівання/охолодження, пов’язаних із процесом зварювання, на механічні властивості титанової труби.
Високоякісні зварні шви можна досягти за допомогою плоского зварювання, яке рекомендовано для всіх методів дугового зварювання і забезпечує високу якість зварних швів при високих швидкостях наплавлення. Це також призводить до більшої ванни розплаву, що призводить до повільніших швидкостей затвердіння та охолодження, що дозволяє газу виходити з ансамблю і, в кінцевому рахунку, пригнічує пористість.
Ще один момент, який потрібно враховувати, це товщина труби. Зі збільшенням товщини трубки параметри з’єднання стають більш критичними. Таким чином, належна глибина скосу з обох сторін з’єднання та площа прокладки між фасками відповідають за якість пайки.
Як перевіряються зварні шви?
Зварні шви перевіряються з використанням відповідних методів у суворо контрольованих умовах навколишнього середовища. NDT (без-неруйнівний контроль) широко використовується для оцінки зварних швів і, як правило, включає такі тести, як візуальний контроль, контроль магнітних частинок, проникнення рідини, вихровий струм, акустичне випромінювання, ультразвук та рентгенографія. Перевірте зварні шви на рівномірний розподіл зварного матеріалу, відсутність забруднень, пористість, герметичні з’єднання, герметичність-і належну міцність. Зварні з'єднання випробовують за стандартами, зазначеними в одному з вищенаведених розділів.
останні слова
Титанові трубки мають комерційне застосування в різноманітних високотехнологічних{0}} галузях промисловості. Тому розуміння його паяності має вирішальне значення. Тому багато зварювальних процесів широко використовуються для зварювання титанових труб, таких як GTAW, GMAW, LBW, RW і EBW, і це лише деякі з них. Плазмова дугова або плазмова зварювання також є одним з них і є широко використовуваною технікою при зварюванні титанових труб. Основні принципи цього процесу однакові для всіх металів. Однак існують деякі методи та прийоми, які відрізняються залежно від зварювального матеріалу, щоб забезпечити хорошу якість зварювання.
