Schweißen von Titan und seinen Legierungen
Technische Eigenschaften
Titan, mit einer relativ geringen Dichte von 4,5 g/cm3, hat eine hohe Festigkeit (267 bis 337 MPa, hohe Metallermüdungsbeständigkeit im Temperaturbereich von 400-550 ° C, resistent gegen Korrosion und die Wirkung von vielen aggressiven Umgebungen. Titanlegierungen mit einer Beimischung von Chrom, Aluminium, Mangan, Zinn, Vanadium und anderen haben eine noch höhere Festigkeit (1000-1400 MPa) und ausgezeichnete Duktilität und sind weit verbreitet im Schiffbau, Maschinenbau, Raketen- und Flugzeugausrüstung, Chemietechnik, Instrumentierung, sowie in verschiedenen Branchen als Baumaterial verwendet. Titan hat eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, so dass die Verbindungen, die durch Schweißen im Argonmedium hergestellt werden, eine charakteristische Kegelform mit tiefer Eindringung aufweisen. Bei einigen Anwendungen kann es erforderlich sein, zusätzliche Schweißnähte an den Kanten der Grundnaht anzubringen (Hanteltyp).
Die wichtigsten Verfahren zum Schweißen von Titan sind
- Unterpulverschweißen
- Schmelzen und nicht abschmelzendes Lichtbogenschweißen mit Schutzgas;
- Elektronenstrahl;
- Elektroschlacke;
- Kontaktschweißen.
Lichtbogenschweißen unter Inertgasschutz.
mit einer nicht abschmelzenden Wolfram-Elektrode, die Lanthan oder Yttrium enthält (automatisches oder manuelles Schweißen) und mit einer schmelzenden Elektrode (automatisches oder halbautomatisches Schweißen). Zum Schweißen wird hochreines Helium oder Argon oder eine Mischung aus beiden verwendet.
Schweißen mit Wolframelektroden
Dieses Verfahren ist bei weitem das beliebteste. Es wird an Luft mit einer Standardausrüstung für das Gleichstrom-Argon-Lichtbogenschweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode durchgeführt.
Unterpulverschweißen
Titan und Titanlegierungen werden ohne Sauerstoff mit dem Flussmittel ANT-1,3 geschweißt. Die Metalldicke beträgt 2,5-8 mm, für dickere Bleche wird ANT-7 verwendet. Vor dem Schweißen wird das Flussmittel bei 200 bis 400 °C kalziniert, um seinen Feuchtigkeitsgehalt auf 0,05 Gew.-% zu reduzieren. Es wird eine herkömmliche Gleichstrom-Umkehrpolungsanlage verwendet.
Elektroschlacke-Verfahren
Titan oder Titanlegierungen mit einer Dicke von 8-12 mm werden mit diesem Verfahren verbunden. Die verwendeten Elektroden haben die gleiche Zusammensetzung und Breite wie das zu schweißende Material und die gleiche Dicke.
Elektronenstrahl-Verfahren
Dieses Titanverfahren ergibt ein feinkörniges Nahtgefüge und einen guten Schutz gegen Gaskorrosion. Dieses Verfahren wird für Metalldicken bis zu 160 mm eingesetzt. In einigen Fällen wird ein Verfahren mit horizontaler Strahlanordnung verwendet, um Delamination und Poren zu vermeiden.
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