Technologie svařování tavidlem z aktivní slitiny titanu

Materiály z titanové slitiny se stále častěji používají v leteckém, leteckém, ropném, chemickém a lodním průmyslu díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, odolnosti vůči korozi a nízké hustotě. Svařování wolframovým obloukem je jednou z nejčastěji používaných metod svařování pro svařovací struktury ze slitiny titanu, které jsou široce používány ve výše uvedených průmyslových odvětvích. Tato metoda má vlastnosti velké meze procesu, silnou přizpůsobivost procesu a vynikající kvalitu svaru, ale také má nízkou hustotu energie oblouku, špatnou penetrační schopnost, velký tepelný příkon během svařování, velké tepelné poškození materiálů, vady, jako je velké svařovací napětí a deformace; zejména při svařování slitin titanu se snadno vyskytují vady, jako jsou póry, které přímo ovlivňují výkonnost svařovaných součástí.

Titanium alloy materials

V současnosti má vývoj nových letadel stále vyšší požadavky na konstrukční díly svařované slitinou titanu. Existuje naléhavá potřeba vyvinout nové, vysoce kvalitní a efektivní metody svařování, které splní vysoce účinný, vysoce výkonný a vysoce spolehlivý konstrukční návrh pokročilých leteckých motorů a letadel. Požadavky na dlouhou životnost a nízké náklady na pokročilé výrobní technologie. Pro splnění tohoto požadavku byla vyvinuta technologie aktivního svařování wolframovým obloukem s aktivním tavením (A-TIG). Tato technologie může nejen vyřešit technické nedostatky konvenčního TIG svařování popsaného výše, ale také zlepšit kvalitu svařování a životnost součástí za stejných procesních podmínek [1-3] a otevřít nové možnosti využití technologie svařování wolframovým obloukem .


Technologie a vlastnosti svařování slitiny titanu A-TIG

Technologie svařování A-TIG je procesní způsob nanášení vrstvy aktivního tavidla na horní povrch obrobku, který má být svařován, před svařováním a poté svařování TIG podél vrstvy tavidla. Ve srovnání s konvenčním svařovacím procesem TIG je průniková schopnost svařovacího oblouku A-TIG ze slitiny titanu výrazně zvýšena a je snížen přívod tepla, deformace svařování a napětí. Když se svařují součásti produktu stejné specifikace, za stejných podmínek svařovacího proudu, lze dosáhnout jednostupňového svařování bez zkosení nebo lze výrazně snížit počet povrchových vrstev, čímž se zlepší produktivita svařování a kvalita produktu a sníží se zdvojnásobení nákladů.


Kromě toho může aktivní tok značně redukovat defekty poréznosti svaru v procesu svařování argonovým obloukem, čímž se přímo zlepšuje únavová účinnost svařovaných spojů a svařovaných struktur. Zkouška ukazuje, že mez únavy titanové slitiny TC4 ze slitiny titanu A-TIG je o 16% vyšší než u konvenčního svařování TIG a může dosáhnout 90% základního kovu. V současné době se technologie svařování argonovým obloukem s aktivním tavením ze slitiny titanu vyvinula v novou pokročilou technologii výroby připojení, která zajišťuje zlepšení kvality vybavení výzbroje, efektivitu zpracování a snížení nákladů.


Základní principy technologie svařování titanovou slitinou A-TIG

Existence tenkého filmu omezuje vodivý průřez oblouku, což způsobuje smršťování oblouku. Za druhé, protože povrch materiálu z titanové slitiny je před svařováním pokryt vrstvou aktivního toku, pouze obloukové teplo nejprve roztaví aktivní tok a titan během procesu vedení oblouku a teprve tehdy, když tekutý titan úspěšně vytlačí film toku úspěšného vedení oblouku a stabilního spalování. Kvůli dobré smáčivosti mezi roztaveným aktivním tavidlem a tekutým titanem není film tavidla snadno vytlačen. Čím méně je vytlačován, čím užší je svar, tím koncentrovanější je tepelný tok oblouku a čím hlouběji je hloubka průniku. Za třetí, během svařování A-TIG vstupuje molekulární pára aktivního toku do atmosféry oblouku, což zvyšuje Tepelná vodivost iontů ve sloupci oblouku způsobuje smršťování oblouku; za čtvrté, obloukové teplo způsobuje, že se aktivní tok rozkládá a ionizuje a vstupuje do periferního prostoru oblouku. Tokové ionty zachycují elektrony kolem oblouku a vytvářejí záporné ionty, které snižují napětí v periferním prostoru sloupce oblouku, čímž se oblouk zmenšuje. Právě díky synergii výše uvedených aspektů se svařovací oblouk během svařovacího procesu A-TIG významně zmenšuje, proudová hustota sloupce oblouku se zvyšuje a zvyšuje se hloubka svařování.