Az 5-ös fokozatú titánötvözet (Ti-6Al-4V) a leggyakrabban használt + titánötvözet ipari és szerkezeti alkalmazásokban. Bár sok nagy szilárdságú ötvözethez képest jó a hegeszthetősége, magas hőmérsékleten erősen kémiai reakcióképes, ezért a szigorú folyamatszabályozás elengedhetetlen a szilárd, megbízható hegesztett kötések előállításához. Az alábbiakban felsoroljuk az 5-ös fokozatú titánötvözet hegesztésére vonatkozó kritikus óvintézkedéseket.
Először is, a tisztaság kritikus.
A titán hegesztési hőmérsékleten erősen reagál oxigénnel, nitrogénnel, hidrogénnel és szénnel, ami ridegséget, porozitást és repedést okoz. Minden felületet-beleértve a hegesztési kötést, a töltőhuzalt és a közeli alapanyagot-alaposan meg kell tisztítani. Az olajat, zsírt, vizet, port és a megmunkálási folyadékokat oldószeres tisztítással, majd száraz levegő befúvásával kell eltávolítani. Az acélszerszámokból, vasrészecskékből vagy rézből származó szennyeződés is hibákat okozhat, ezért erősen ajánlott a speciális titán hegesztőszerszámok és rögzítők.
Másodszor, a hatékony gázárnyékolás kötelező.
Az acéllal és alumíniummal ellentétben a titán nem csak a hegesztés során igényel védelmet, hanem addig is, amíg a varrat és a hőhatás zóna 300 fok alá nem hűl. Általában nagy tisztaságú argont (99,99% vagy magasabb) használnak. A teljes magas hőmérsékletű tartomány lefedésére gyakran alkalmaznak hátsó pajzsot, nagy gázlencsét vagy zárt kamrát. Az elégtelen árnyékolás elszíneződéshez vezet, ami a légköri gázok felszívódását, valamint a rugalmasság és a szívósság súlyos elvesztését jelzi.
Harmadszor, fontos a hőbevitel és az áthaladási hőmérséklet szabályozása.
A túlzott hőbevitel elősegíti a szemcsék növekedését a hegesztési és hőhatászónában, csökkentve a kötés szilárdságát és kifáradási teljesítményét. A magas áramlási hőmérséklet növeli a hidrogénfelvétel és az oxidáció kockázatát is. Általában az interpass hőmérsékletet 150 fok alatt kell tartani. Az alacsony és közepes hőbeviteli eljárások, mint például a GTAW (TIG), a PAW és a lézerhegesztés előnyösek. A nagy hőigényű eljárásokat, például a merülőíves hegesztést ritkán alkalmazzák.
Negyedszer, a töltőfém kiválasztását megfelelően össze kell hangolni.
A legtöbb szerkezeti hegesztéshez gyakran ERTi-5 töltőfémet (kereskedelmi tisztaságú titánt) használnak a hajlékonyság javítására és a repedésérzékenység csökkentésére. Ha egyező szilárdságra van szükség, Ti-6Al-4V töltőanyag (ERTi-6Al-4V) használható, de szigorúbb tisztítás és árnyékolás szükséges a megszilárdulási repedések elkerülése érdekében.
Ötödször, a szennyeződések és a különböző fémproblémák elkerülése.
Kerülni kell a közvetlen érintkezést szénacéllal, rézzel, sárgarézzel vagy bronzzal. A titán alacsony hővezető képességgel és magas olvadásponttal rendelkezik, így a hegesztési medencék lassan megszilárdulnak. A nem megfelelő geometria vagy visszatartás hegesztési varrat torzulásához és maradékfeszültséghez vezethet. A hegesztés utáni feszültségmentesítés alkalmazható a kritikus alkatrészeknél, de csak teljes inertgáz-védelem mellett.
Végül a hegesztés utáni ellenőrzés és minőségellenőrzés elengedhetetlen.
Az elszíneződés és a porozitás szemrevételezése szabványos. A kritikus alkalmazásokhoz festékpenetrációs vizsgálat (PT) vagy radiográfiai vizsgálat (RT) használható. A mechanikai vizsgálatok, beleértve a hajlítási és szakítóvizsgálatokat is, igazolják, hogy a kötés megfelel-e a hajlékonysági és szilárdsági követelményeknek.
Összefoglalva,Az 5-ös fokozatú titánötvözet sikeres hegesztése rendkívüli tisztaságon, megbízható inertgáz-árnyékoláson, szabályozott hőbevitelen, megfelelő töltőanyagon és szigorú eljárási fegyelemen alapul. Megfelelő eljárásokkal a hegesztett kötések kiváló szilárdságot, rugalmasságot és korróziós teljesítményt mutathatnak.
