티타늄 용접에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

용접은 티타늄 장비의 생산에서 중추적 인 공정을 구성하며, 티타늄 부품의 설계 구조 및 특정 적용 조건에 따라 다양한 방법을 제공합니다.

용접 방법을 선택하기위한 지침 원칙은 용접 조인트 품질, 향상된 생산 효율, 작동 용이성 및 비용 효율성의 보증을 우선시합니다. 이 중 가장 중요한 초점은 용접의 품질을 보장하는 데 있습니다. 용접 품질에 영향을 미치는 모든 요소에 대한 포괄적 인 이해를 통해서만 용접 조인트의 품질을 보장하는 목표를 실현할 수 있습니다.

1. 용접 금속 속성에 가스 불순물의 영향

상승된 화학적 반응성을 갖는 티타늄은 주위 공기 중의 산소 및 질소에 대한 현저한 친화성을 나타낸다. 더 낮은 온도에서 티타늄은 산소와 반응하여 조밀 한 산화막을 형성합니다. 온도가 상승함에 따라 산화막이 두꺼워지고 섭씨 600 도를 넘어 티타늄이 산소를 흡수하고 용해하기 시작합니다. 산소의 영향은 고온에 따라 강화되어 티타늄 산화물이 활발하게 형성됩니다. 수소 흡수는 300 ℃ 이상에서 시작되는 반면, 질소 흡수는 700 ℃ 이상으로 시작된다. 산소는 질소에 비해 더 큰 영향을 미친다.

0.01% ~ 0.05% 의 질량 분율 범위 내의 수소위조 용접 티타늄, 용접 금속의 충격 인성의 급격한 감소를 유도하고, 가소성의 비교적 작은 감소를 유도한다. 수소는 또한 용접 다공성의 근본 원인 역할을합니다.

융합 용접 중에 용융 풀은 소형 야금로의 역할을하여 용융 금속을 대기에 노출시킵니다. 공기로부터 용융 금속을 분리하기위한 적절한 보호 조치가 없으면 산소, 질소 및 수소와 같은 가스가 티타늄에 침투하여 취성 산화물 또는 질화물을 형성합니다. 이는 용접 금속의 가소성을 감소시키고, 인장 강도를 상승시키며, 치명적인 취성 파괴를 야기하여 소성을 무효화시킬 수 있다.

2. 용접 금속 속성에 대한 다른 불순물의 영향

가스 불순물 외에도 불결한 용접 환경, 더러운 장갑과의 접촉 또는 오일, 면섬유, 녹, 습기, 그리고 유기 화합물. 이러한 불순물은 높은 아크 온도에서 분해되어 티타늄으로 용해됩니다. 용해도 한계를 초과하면 이산화티타늄, 수소화티타늄, 질화티타늄 및 탄화 티타늄과 같은 화합물이 형성된다. 용융 풀의 결정화 중에 포함 된 이러한 화합물은 외부 영역에서 왜곡을 유발하여 기계적 특성을 변경합니다.티타늄 와이어과용접 티타늄 튜브.

미량 원소의 소량 혼입은 허용가능하거나 심지어 바람직할 수 있지만, 과량의 불순물 원소, 특히 유기 불순물은 엄격히 금지된다. 이러한 불순물은 티타늄 용접부의 기계적 특성을 저하시켜 내식성을 감소시키고 특히 바람이 부는 조건에서 용접 다공성의 공급원으로서 작용한다.

3. 용접 금속 및 열 영향 구역의 구조적 변화

티타늄은 886 ° C에서 시작되는 고체 상태 변환과 함께 동종 변환 과정을 거칩니다. 이 온도 아래에서 결정 구조는 육각형 (α-티타늄) 으로 886 ° C 이상의 체중심 입방 (β-티타늄) 로 전환됩니다. 용융 풀이 액체에서 고체로 전이되는 동안 발생하는 이러한 빠른 변환은 결정 형태에 영향을 미칩니다. 더 긴 순간은 원주 형 결정 성장을 선호합니다. 티타늄의 특성-높은 융점, 큰 열 용량 및 열악한 열 전도성-용접 중 에너지 입력 및 강제 냉각은 고온 조건에서 용융 풀에 다르게 영향을 미칩니다. 약간 더 긴 순간은 용융 풀에서 원주 상 결정 성장을 촉진하여 조인트의 열 영향 영역을 확장하고 용접 조인트 소성 감소에 기여합니다. 인장 강도 실패는 종종 열 영향 영역에서 나타납니다. 이를 완화하기 위해 티타늄 용접에는 용접 에너지가 작고 냉각 속도가 빨라지는 부드러운 용접 사양이 권장됩니다.

4. 티타늄의 일반적인 용접 결함으로서의 다공성

다공성 (porosity) 은 티타늄 용접에서 널리 퍼진 결함으로, 용접 중에 액체 금속에 혼입된 기체로부터 기인한다. 확산, 탈황, 핵 생성 및 성장과 같은 과정은 기포 형성을 초래합니다. 용융 풀의 신속한 응고 및 결정화로 인해, 기포는 고체 금속에 공극으로 남아 있다. 수소 및 일산화탄소와 같은 다공성을 유발하는 가스는 주로 유기 물질 오염 물질의 아크 열에서 비롯됩니다. 철저한 사전 용접 청소 및 보호 기능을 사용하더라도 바람이 부는 조건에서 다공성이 지속되어 중요한 오염원의 불완전한 제거를 강조 할 수 있습니다. 다양한 공기 습도 환경에서의 비교 실험에 의해 입증 된 바와 같이 종종 간과되는 공기 중의 수분은 중요한 다공성 원천으로 나타납니다.