Titaaniprosessoinnissa TA2 -titaanin yleinen prosessointi on leikkaus ja hitsaus. Tämän materiaalin erityisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi hitsaus- ja leikkausprosessi tuottaa helposti viat nivel- ja lämpöalusta alueella (HAZ). Hitsauksen yhteydessä maksetaan enemmän titaanilevyjen seuraavien fyysisten ominaisuuksien huomioita:
Lämpölaajennuskerroin: Austenitiini titaanilevy on 1,5 kertaa korkeampi kuin vähähiilinen titaanilevy.
Lämmönjohtavuus: vain 1/3 (austenitic) tai 1/2 (korkea kromi) vähähiilisen titaanilevyn.
Erityinen resistenssi: jopa 4 kertaa (austenitiintyyppi) tai 3 kertaa (korkea kromityyppi) vähähiilisen titaanilevyn.
Lisäksi tekijät, kuten tiheys, pintajännitys ja magneettisuus, voivat myös vaikuttaa merkittävästi hitsauslaadulle.
TA2 -titaanilevyn hitsaussuorituskyvyn tärkeimmät ongelmat
1. Korkean lämpötilan halkeama
Tyypit: Sisältää jähmettymishalkeamat, mikroskooppiset halkeamat, lämpötila -alueen (HAZ) halkeamat ja uudelleenlämmityshalkeamat.
Syy: Liittyy hitsauslämpösyklin, materiaalikoostumuksen ja stressipitoisuuteen.
2. matalan lämpötilan halkeama
Altista materiaalia: Martensiittinen titaanilevy ja ferriittinen titaanilevy, joka sisältää martensiittista rakennetta.
Syyt: vedyn diffuusio, nivelten sitoutumisvoima ja kovettunut kudos.
Liuos: vedyn lähteen hallinta, kohtuullinen esilämmitys ja hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely, rajoituksen vähentäminen.
3. Hitsattujen nivelten sitkeys vähenee
Austeniittinen titaanilevy: Korkean lämpötilan halkeamien estämiseksi 5% -10% ferriitti säilyy kudoksessa, mutta se vähentää matalan lämpötilan kovuutta.
Duplex -titaanilevy: Austeniitin vähentäminen hitsausvyöhykkeellä johtaa sitkeyden vähentymiseen, ja ferriittipitoisuuden lisääntyminen pahentaa tätä ilmiötä.
Suuri puhtaus ferriittinen titaanilevy: Hiili, typpi, happea epäpuhtaudet on helppo muodostaa oksidin sisällyttämis- tai cr₂n -saostumista, joista tulee halkeaman lähde.
4. vaihehallinta
Alttiiden materiaalien: austeniittiset, ferriitiset ja duplex -titaanilevyt.
Lämpötila -alue: 600-900 aste (etenkin lähellä 750 astetta).
Ennaltaehkäisevät toimenpiteet: Vähennä ferriitistä sisältöä ja vältä pitkittynyttä altistumista korkeille lämpötiloille.
5. Surko 475 asteessa
Mechanism: Fe-Cr alloy is decomposed into low chromium α phase and high chromium α' phase (Cr>75%), kun sitä pidetään 370-540 asteessa pitkään.
Vaikutus: Vähennä merkittävästi materiaalin plastisuutta ja sitkeyttä.
Yhteenveto
TA2-titaanilevyn hitsausprosessi tulisi optimoida sen ominaisuuksien mukaan, kuten lämmön syöttö, suojakaasun valitseminen pilaantumisen estämiseksi, hitsauksen jälkeisen lämmönkäsittelyn jne. Suunnitelman estämiseksi halkeamien, syventämisen ja sitkeyden menetyksen välttämiseksi.