Saldatura al plasma di tubi in titanio
Do you know what elements are called "super materials"? In fact, this element is the 9th most abundant element and the 7th most abundant metal found in the Earth's crust, and it is titanium. The origin of the name can be traced back to Titan (son of the goddess of the earth in Greek mythology). Titanium is a low-density (a little over half that of steel) and high-strength metal with great corrosion resistance. Therefore, it is often referred to as a "superhero". Just for the record, it must have been surprising to you that it wasn't discovered until 1791.
Esistono molte tecniche per la saldatura di titanio e leghe di titanio utilizzando una varietà di tecniche come la saldatura al plasma. Allo stesso modo, devi aver sentito che i tubi in titanio sono famosi per la sua forza, resistenza alla corrosione, bassa densità, elevata tenacità e molte altre eccellenti proprietà. Quando sono legati con alluminio o vanadio, i tubi in titanio possono mostrare una maggiore resistenza pur mantenendo i loro vantaggi in termini di peso. Questi aspetti lo rendono il materiale preferito a livello mondiale per l'industria navale, aerospaziale (aerei commerciali e militari) e chimica.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
Cos'è la saldatura al plasma?
La saldatura al plasma si riferisce a una tecnologia di saldatura ad arco liquido. Il pezzo viene fuso fornendo un gas ionizzato termicamente{0}}ad alta energia chiamato plasma e si forma un arco elettrico tra l'elettrodo di tungsteno (non{1}}consumabile) e il pezzo. Il principio di funzionamento della saldatura ad arco al plasma è il taglio termico, che richiede un'alimentazione CC ad alta-potenza. Le temperature dell'arco possono raggiungere fino a 33,{4}} gradi mantenendo bassa pressione, alta temperatura e alta concentrazione di calore con il gas di protezione. Oltre a ciò, il processo di saldatura è accompagnato da attrezzature, tecniche e test adeguati per garantire una buona qualità di fusione o saldatura.
Perché usarlo per saldare tubi in titanio?
La saldatura di tubi in titanio può essere piuttosto complicata, poiché il materiale diventa altamente reattivo a temperature elevate e può anche influire negativamente sull'integrità complessiva della saldatura a seconda delle impurità contenute. Tuttavia, la saldatura ad arco al plasma può tornare utile in questa situazione. Il motivo è che la saldatura ad arco al plasma ha un apporto di calore inferiore, velocità di saldatura e di traslazione più elevate e un livello di qualità metallurgica più elevato rispetto alle tecniche di saldatura a gas inerte di tungsteno precedentemente utilizzate.
Che misura di tubo puoi saldare?
La modalità buco della serratura e la modalità fusione sono due diverse modalità operative utilizzate nella saldatura ad arco al plasma. La modalità a foro piccolo viene utilizzata a portate di gas plasma e correnti d'arco più elevate quando il getto di plasma può penetrare nel giunto dopo aver spostato il metallo fuso e formato i piccoli fori. È possibile utilizzare questo modello per tutti i metalli commerciali, compresi i tubi in titanio tra 1,6 mm e 13 mm.
La modalità di saldatura, d'altra parte, può essere convenientemente utilizzata a correnti d'arco inferiori per tubi in titanio e altri metalli commerciali, sottili da 0,050 mm a 3,2 mm in un unico passaggio. Allo stesso tempo, la modalità di fusione a più passaggi- è adatta per spessori superiori a 6,4 mm. Invece, gli intervalli di spessore e spessore possono variare a seconda del metallo utilizzato. In sostanza, le barre di riempimento vengono utilizzate per saldare materiali spessi, in modo da poter saldare facilmente grandi spessori di metallo.
Che cos'è il materiale di saldatura?
Il materiale di saldatura che stai usando qui è un tubo di titanio. Poiché ogni elemento ha le sue proprietà meccaniche e chimiche uniche, le tecniche o le fasi variano a seconda del metallo utilizzato per garantire la qualità della saldatura. Ecco alcune proprietà teoriche offerte dai tubi in titanio:
Proprietà del titanio di saldatura
Che tipo di macchina viene utilizzata?
Forse ti starai chiedendo che tipo di attrezzatura e macchinario viene utilizzato per la saldatura ad arco al plasma. La tecnologia utilizza fonti di alimentazione a bassa densità, generatori (alta frequenza), torce per saldatura, elettrodi (non{0}}consumabili), controller per gas di protezione e plasma, alimentatori per filo o cavi d'apporto, spazzole metalliche, ecc.
Inoltre, le saldatrici utilizzate nella saldatura ad arco plasma sono DC o AC. Si noti che i motori CC possono fornire prestazioni eccellenti perché il calore fornito è controllabile grazie alla corrente CC. Sebbene siano{0}}economici, le saldatrici CA non sono della migliore qualità perché utilizzano la corrente alternata, quindi la quantità di calore trasferita varia nel tempo.
Cosa potrebbe andare storto?
Several factors can affect the weldability of titanium tubing. As you know, the titanium tube is heated during welding, so at temperatures above 500-600 degree , it is more likely to combine with oxygen, nitrogen, carbon or hydrogen present in the air, resulting in a decrease in mechanical properties such as the metal's Ductility and toughness. Other welding defects include porosity, slag inclusions, undercuts, incomplete fusion and incomplete penetration. All of these failures can occur during the welding process and can affect the quality of the weld.
Che cos'è una saldatura di qualità?
Se vuoi ottenere una saldatura di qualità, devi capire cos'è una saldatura di qualità. Successivamente, riportiamo qui alcuni requisiti di base per denominare un giunto come saldatura di qualità.
Il prodotto è accuratamente completato in base alle dimensioni del progetto.
Questo prodotto fornisce la forza e la funzionalità richieste.
L'aspetto del cordone di saldatura raggiunge il livello richiesto.
Le perle non contengono deformazioni, crepe o fori.
La resistenza del giunto saldato è considerata uguale alla resistenza del metallo di base.
La relazione tra efficienza del giunto, resistenza del giunto saldato e resistenza del metallo di base può essere espressa come efficienza del giunto=resistenza del giunto saldato/resistenza del metallo di base.
Come garantire la qualità della saldatura?
Quando si utilizzano tubi in titanio come materiale di saldatura, la qualità è garantita in pochi passaggi. Questi possono includere ma non sono limitati ai seguenti passaggi.
Applicare il metiletilchetone attraverso un panno-senza pelucchi per rimuovere la contaminazione superficiale (olio, sporco, polvere e ruggine) dai tubi in titanio. Far evaporare completamente il solvente.
Rimuovere la scala, che se non rimossa risulterà in saldature più deboli. A tale scopo, è possibile utilizzare una lima in metallo duro o uno strumento di sbavatura in metallo duro.
Sai che il tubo di titanio deve essere completamente coperto con gas di protezione in modo da poter usare argon puro. Tuttavia, una miscela di argon elio 75/25 è la soluzione migliore per una buona penetrazione. Per inciso, nella miscela possono anche essere inclusi azoto e idrogeno.
Il metallo d'apporto è preferito quando lo spessore del tubo di titanio supera 0,010 pollici. Assicurati che il metallo d'apporto abbia le stesse proprietà del metallo di base.
Da considerare anche l'effetto dei cicli di riscaldamento/raffreddamento associati al processo di saldatura sulle proprietà meccaniche del tubo di titanio.
È possibile ottenere saldature di alta qualità con la saldatura piana, che è consigliata in tutte le tecniche di saldatura ad arco e garantisce saldature di alta qualità con tassi di deposito elevati. Si traduce anche in un pool fuso più grande, che si traduce in velocità di solidificazione e raffreddamento più lente, consentendo al gas di fuoriuscire dall'insieme e inibendo infine la porosità.
Un altro punto da considerare è lo spessore del tubo. All'aumentare dello spessore del tubo, i parametri del giunto diventano più critici. Pertanto, la corretta profondità dello smusso su entrambi i lati del giunto e l'area del pad tra gli smussi sono responsabili della qualità della saldatura.
Come vengono testate le saldature?
Le saldature vengono testate utilizzando tecniche appropriate in condizioni ambientali rigorosamente controllate. NDT (Non{0}}Prove distruttive) è ampiamente utilizzato per valutare le saldature e in genere include test come ispezione visiva, particelle magnetiche, liquidi penetranti, correnti parassite, emissioni acustiche, ultrasuoni e radiografie. Ispeziona le saldature per una distribuzione uniforme del materiale di saldatura, nessuna contaminazione, nessuna porosità, giunti stretti,-a prova di perdite e resistenza adeguata. I giunti saldati sono testati secondo gli standard menzionati in una delle sezioni precedenti.
ultime parole
I tubi in titanio hanno applicazioni commerciali in una varietà di settori ad alta-tecnologia e precisione. Pertanto, la comprensione della sua saldabilità è fondamentale. Pertanto, molti processi di saldatura sono ampiamente utilizzati per saldare tubi in titanio, come GTAW, GMAW, LBW, RW ed EBW, solo per citarne alcuni. Anche la saldatura ad arco al plasma o al plasma è una di queste ed è una tecnica comunemente utilizzata durante la saldatura di tubi in titanio. I principi di base di questo processo sono gli stessi per tutti i metalli. Tuttavia, ci sono alcuni metodi e tecniche che variano in base al materiale di saldatura per garantire una buona qualità della saldatura.
