El desafío enSoldadura de titanio y aleaciones de titanio.no radica en el propio acto de "soldar", sino en la extrema sensibilidad del material a los gases reactivos. Una soldadura de titanio calificada es un esfuerzo de ingeniería sistemático que involucra los efectos combinados de la ciencia de los materiales, el gas de protección y la calificación de los procedimientos de soldadura. La prima pagada por ello representa esencialmente el costo de asegurar un "ambiente libre de oxígeno-en la zona de alta-temperatura".
01 Mecanismo:
Reactividad química a altas temperaturas A temperatura ambiente, el titanio depende de una densa película superficial de óxido para mantener su estabilidad. Cuando la temperatura sube por encima de aproximadamente 400 grados debido al ciclo de calor durante la soldadura, el titanio comienza a absorber oxígeno y nitrógeno de manera significativa; por encima de 600 grados, absorbe hidrógeno, formando compuestos frágiles como TiO₂, TiN y TiH₂. Más importante aún, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno-como elementos intersticiales-se disuelven en la red cristalina de titanio, lo que provoca una distorsión de la red. Esto da como resultado un fuerte aumento de la dureza y una caída precipitada de la ductilidad; el alargamiento puede disminuir de aproximadamente el 20% en el metal base a menos del 2%, y también puede inducir fragilidad por hidrógeno y agrietamiento retardado. Por lo tanto, en la soldadura de titanio, la protección no se limita al baño fundido en sí, sino que se extiende a toda la zona afectada por el calor por encima de los 350 grados.
02 Sistema de Protección:
El sistema de protección de gas de triple-capa utiliza argón puro para establecer tres capas de protección: la boquilla del soplete de soldadura protege la parte frontal del charco fundido; el escudo posterior prolonga la duración de la protección delantera; y la purga trasera protege la raíz de la soldadura. Cuando es necesario, el entorno se aísla utilizando una cámara llena de argón-o una cámara sellada local. En cuanto a las especificaciones del gas, la pureza volumétrica del argón no debe ser inferior al 99,99 % (pureza de grado 1); Los requisitos de calidad para implantes médicos y aeroespaciales- exigen una pureza no inferior al 99,999 %, un punto de rocío no superior a -40 grados y un contenido de oxígeno en el área de soldadura controlado por debajo de 50 ppm. El aporte de calor debe controlarse entre 10 y 20 kJ/cm, con temperaturas entre pasadas que no excedan los 150 grados para evitar el engrosamiento del grano y el crecimiento excesivo de la fase.
03 Evaluación-del sitio:
Cuando el análisis de gas en línea no está disponible, el color de la superficie de la soldadura y la zona{0}}afectada por el calor sirven como el criterio de evaluación más directo en el sitio. Un color blanco-plateado es óptimo, ya que indica el color natural del titanio prácticamente sin oxidación; un color amarillo pálido a amarillo dorado indica una ligera oxidación y es generalmente aceptable; un color azul-púrpura a azul intenso indica una oxidación significativa, que requiere evaluación o eliminación de la capa de óxido antes de un uso limitado; un color blanco-grisáceo indica una oxidación severa, lo que resulta en un deterioro drástico de las propiedades mecánicas, y el material debe considerarse chatarra.
04 Estándares y Aceptación
La calificación del procedimiento de soldadura se basa en el estándar ASME BPVC Volumen IX para soldar placas de acero revestidas de titanio-; los consumibles de soldadura se adaptan al metal base-por ejemplo, GR2 corresponde a ERTi-1/ERTi-2-de acuerdo con AWS A5.16 y GB/T 3623. El contenido total de oligoelementos (O + N + H) está estrictamente controlado (menos del 0,015 % para materiales de grado aeroespacial); El contenido de hidrógeno en la soldadura no debe exceder las 150 ppm (100 ppm para grado aeroespacial), según lo determinado de acuerdo con ASTM E1409. La prevención y el control de la contaminación deberán cumplir con las "Tres prohibiciones": sin contacto directo con las manos, sin herramientas de acero al carbono y sin ambientes con alta humedad. Las pruebas no destructivas (END) se realizarán de acuerdo con NB/T 47013, incluidas las pruebas de penetrantes (PT) y las pruebas radiográficas (RT).
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