Spawanie plazmowe rur tytanowych
Czy wiesz, jakie elementy nazywane są "super materiałami"? W rzeczywistości pierwiastek ten jest 9. najobficiej występującym pierwiastkiem i 7. najobficiej występującym metalem w skorupie ziemskiej i jest to tytan. Pochodzenie nazwy można prześledzić wstecz do Tytana (syna bogini ziemi w mitologii greckiej). Tytan jest metalem o niskiej gęstości (nieco ponad połowa stali) i wysokiej wytrzymałości o dużej odporności na korozję. Dlatego często określa się go mianem "superbohatera". Dla przypomnienia, musiało być dla ciebie zaskakujące, że odkryto go dopiero w 1791 roku.
Istnieje wiele technik spawania tytanu i stopów tytanu przy użyciu różnych technik, takich jak spawanie plazmowe. Podobnie, musiałeś słyszeć, że rury tytanowe są popularne ze względu na swoją wytrzymałość, odporność na korozję, niską gęstość, wysoką wytrzymałość i wiele innych doskonałych właściwości. Stopione z aluminium lub wanadem, rury tytanowe mogą wykazywać wyższą wytrzymałość, zachowując jednocześnie swoje zalety wagowe. Te aspekty sprawiają, że jest to materiał z wyboru na całym świecie dla przemysłu stoczniowego, lotniczego (samoloty komercyjne i wojskowe) oraz chemicznego.
Podobnie, możesz mieć wiele pytań dotyczących spawania rur tytanowych. Zanurzmy się więc w spawaniu plazmowym rur tytanowych.
Co to jest spawanie plazmowe?
Spawanie plazmowe odnosi się do technologii spawania łukiem ciekłym. Obrabiany przedmiot jest topiony przez dostarczanie wysokoenergetycznego termicznie zjonizowanego gazu zwanego plazmą, a między elektrodą wolframową (niezużywalną) a obrabianym przedmiotem powstaje łuk elektryczny. Zasadą działania spawania łukiem plazmowym jest cięcie termiczne, które wymaga zasilania prądem stałym o dużej mocy. Temperatury łuku mogą osiągnąć do 33 000 ° C przy zachowaniu niskiego ciśnienia, wysokiej temperatury i wysokiego stężenia ciepła z gazem osłonowym. Oprócz tego procesowi spawania towarzyszy sprzęt, techniki i odpowiednie testy, aby zapewnić dobrą jakość fuzji lub spoiny.
Dlaczego warto go używać do spawania rur tytanowych?
Spawanie rur tytanowych może być dość skomplikowane, ponieważ materiał staje się wysoce reaktywny w podwyższonych temperaturach, a także może negatywnie wpływać na ogólną integralność spoiny w zależności od zawartych zanieczyszczeń. Jednak spawanie łukiem plazmowym może się przydać w tej sytuacji. Powodem jest to, że spawanie łukiem plazmowym ma niższy dopływ ciepła, szybsze prędkości spawania i przesuwu oraz wyższy poziom jakości metalurgicznej niż wcześniej stosowane techniki spawania wolframem na gaz obojętny.
Jaki rozmiar rury można spawać?
Tryb dziurki od klucza i tryb fuzji to dwa różne tryby pracy stosowane w spawaniu łukiem plazmowym. Tryb małego otworu jest stosowany przy wyższych natężeniach przepływu gazu plazmowego i prądach łukowych, gdy strumień plazmy może przeniknąć przez staw po przemieszczeniu stopionego metalu i utworzeniu małych otworów. Możliwe jest stosowanie tego modelu do wszystkich metali komercyjnych, w tym rur tytanowych od 1,6 mm do 13 mm.
Z drugiej strony tryb spawania może być wygodnie stosowany przy niższych prądach łuku dla rur tytanowych i innych metali komercyjnych, tak cienkich jak 0,050 mm do 3,2 mm w jednym przejściu. Jednocześnie tryb topienia wieloprzebiegowego nadaje się do grubości powyżej 6,4 mm. Zamiast tego zakresy grubości i grubości mogą się różnić w zależności od użytego metalu. Zasadniczo pręty wypełniające są używane do spawania grubych materiałów, dzięki czemu można z łatwością spawać duże grubości metalu.
Co to jest materiał spawalniczy?
Materiałem spawalniczym, którego tutaj używasz, są rury tytanowe. Ponieważ każdy element ma swoje unikalne właściwości mechaniczne i chemiczne, techniki lub kroki różnią się w zależności od metalu użytego do zapewnienia jakości spoiny. Oto kilka teoretycznych właściwości oferowanych przez rury tytanowe:
Właściwości spawalnicze tytanu
Jaki typ maszyny jest używany?
Być może zastanawiasz się, jaki rodzaj sprzętu i maszyny są używane do spawania łukiem plazmowym. Technologia wykorzystuje źródła zasilania o niskiej gęstości, generatory (wysokiej częstotliwości), palniki spawalnicze, elektrody (materiały nieeksploatacyjne), sterowniki plazmowe i gazów osłonowych, drut wypełniający lub podajniki, szczotki druciane itp.
Ponadto spawarki stosowane w spawaniu łukiem plazmowym są prądem stałym lub przemiennym. Należy pamiętać, że silniki prądu stałego mogą zapewnić doskonałą wydajność, ponieważ dostarczane ciepło jest kontrolowane dzięki prądowi stałemu. Chociaż są opłacalne, spawarki AC nie są najlepszej jakości, ponieważ wykorzystują prąd przemienny, więc ilość przekazywanego ciepła zmienia się w czasie.
Co może pójść nie tak?
Kilka czynników może wpływać na spawalność rur tytanowych. Jak wiadomo, rura tytanowa jest podgrzewana podczas spawania, więc w temperaturach powyżej 500-600 ° C jest bardziej prawdopodobne, że połączy się z tlenem, azotem, węglem lub wodorem obecnym w powietrzu, co powoduje zmniejszenie właściwości mechanicznych, takich jak ciągliwość i wytrzymałość metalu. Inne wady spawania obejmują porowatość, wtrącenia żużla, podcięcia, niepełne zespolenie i niepełną penetrację. Wszystkie te awarie mogą wystąpić podczas procesu spawania i mogą wpływać na jakość spoiny.
Co to jest spoina wysokiej jakości?
Jeśli chcesz uzyskać wysokiej jakości spoinę, musisz zrozumieć, czym jest spoina wysokiej jakości. Następnie wspominamy tutaj o kilku podstawowych wymaganiach dotyczących nazewnictwa złącza jako spoiny wysokiej jakości.
Produkt jest dokładnie ukończony zgodnie z rozmiarem projektu.
Ten produkt zapewnia wymaganą wytrzymałość i funkcjonalność.
Wygląd szwu spawalniczego osiąga wymagany poziom.
Koraliki nie zawierają odkształceń, pęknięć ani.
Wytrzymałość złącza spawanego jest uważana za równą wytrzymałości metalu nieszlachetnego.
Zależność między wydajnością spoiny, wytrzymałością złącza spawanego i wytrzymałością metalu nieszlachetnego można wyrazić jako wydajność połączenia = wytrzymałość złącza spawanego / wytrzymałość metalu nieszlachetnego.
Jak zapewnić jakość spoiny?
W przypadku stosowania rur tytanowych jako materiału spawalniczego jakość jest gwarantowana w zaledwie kilku krokach. Mogą one obejmować między innymi następujące kroki.
Nałóż keton metylowo-etylowy przez niestrzępiącą się szmatkę, aby usunąć zanieczyszczenia powierzchni (olej, brud, kurz i rdzę) z tytanowych rurek. Pozostawić rozpuszczalnik do całkowitego odparowania.
Usuń kamień, który, jeśli nie zostanie usunięty, spowoduje słabsze spoiny. W tym celu można użyć pilnika z węglika spiekanego lub narzędzia do gratowania węglika spiekanego.
Wiesz, że tytanowa rura musi być całkowicie pokryta gazem osłonowym, abyś mógł użyć czystego argonu. Jednak mieszanina helu argonowego 75/25 jest najlepsza dla dobrej penetracji. Nawiasem mówiąc, azot i wodór mogą być również zawarte w mieszaninie.
Metal wypełniający jest preferowany, gdy grubość rury tytanowej przekracza 0,010 cala. Upewnij się, że metal wypełniający powinien mieć takie same właściwości jak metal nieszlachetny.
Należy również wziąć pod uwagę wpływ cykli ogrzewania/chłodzenia związanych z procesem spawania na właściwości mechaniczne tytanowej rury.
Wysokiej jakości spoiny można uzyskać za pomocą spawania płaskiego, które jest zalecane we wszystkich technikach spawania łukowego i zapewnia wysoką jakość spoin przy wysokich szybkościach osadzania. Powoduje to również większą stopioną pulę, co powoduje wolniejsze tempo krzepnięcia i chłodzenia, umożliwiając ucieczkę gazu z zespołu i ostatecznie hamując porowatość.
Kolejną kwestią, którą należy wziąć pod uwagę, jest grubość rury. Wraz ze wzrostem grubości rury parametry połączenia stają się bardziej krytyczne. Dlatego odpowiednia głębokość skosu po obu stronach złącza i obszar podkładki między skosami są odpowiedzialne za jakość.
W jaki sposób testowane są spoiny?
Spoiny są testowane przy użyciu odpowiednich technik w ściśle kontrolowanych warunkach środowiskowych. NDT (badania nieniszczące) są szeroko stosowane do oceny spoin i zazwyczaj obejmują testy takie jak kontrola wzrokowa, cząstki magnetyczne, penetrujący ciecz, prąd wirowy, emisja akustyczna, ultradźwięki i radiografia. Sprawdź spoiny pod kątem równomiernego rozłożenia materiału spawanego, braku zanieczyszczeń, porowatości, szczelności, szczelności i odpowiedniej wytrzymałości. Połączenia spawane są testowane zgodnie z normami wymienionymi w jednej z powyższych sekcji.
ostatnie słowa
Rury tytanowe mają zastosowania komercyjne w różnych branżach zaawansowanych technologicznie i precyzyjnych. Dlatego zrozumienie jego lutowalności jest kluczowe. Dlatego wiele procesów spawania jest szeroko stosowanych do spawania rur tytanowych, takich jak GTAW, GMAW, LBW, RW i EBW, aby wymienić tylko kilka. Łuk plazmowy lub spawanie plazmowe jest również jednym z nich i jest powszechnie stosowaną techniką podczas spawania rur tytanowych. Podstawowe zasady tego procesu są takie same dla wszystkich metali. Istnieją jednak pewne metody i techniki, które różnią się w zależności od materiału spawalniczego, aby zapewnić dobrą jakość spoiny.
