Schweißprozess einer Titan-Verbundplatte
Aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften, ihrer hohen Festigkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit sind Titan-Verbundplatten im weiten Bereich der Materialwissenschaft zu einem unverzichtbaren Starmaterial in vielen High-End-Fertigungsindustrien geworden. Um jedoch die hervorragenden Eigenschaften von Titan-Verbundplatten voll auszunutzen, ist die Auswahl und Durchführung der Schweißverfahren besonders entscheidend. Schweißen ist nicht nur ein wichtiges Mittel zum Verbinden von Titan-Verbundplatten, sondern auch der Grundstein für die Gewährleistung der allgemeinen strukturellen Festigkeit, Abdichtung und Haltbarkeit.
1. Vorbereitung vor dem Schweißen
1) Grundlegende Stahlblechbehandlung:
Die Grundstahlplatte sollte durch manuelles Lichtbogenschweißen punktgeschweißt werden und darauf achten, dass der Schweißnahtversatz 1 Millimeter nicht überschreitet.
Vor dem Punktschweißen sollte die Schweißfuge sauber und frei von Verunreinigungen wie Oxiden, Nitriden, Ölflecken, Feuchtigkeit usw. sein. Schweißstäbe sollten vor dem Gebrauch bei hohen Temperaturen getrocknet und trocken gehalten werden, um Defekte wie Risse und Poren während des Schweißens zu vermeiden Schweißvorgang.
2) Titanbeschichtungsbehandlung:
Auch die Titanbeschichtung muss vor dem Schweißen sorgfältig gereinigt werden, im Allgemeinen durch Waschen mit Säure oder Schleifen mit einer Schleifscheibe oder einem Tuch, um Oberflächenoxide, Nitride, Ölflecken usw. zu entfernen.
Nach der Reinigung sollte der Schweißbereich mit Lösungsmitteln wie Aceton und wasserfreiem Alkohol gereinigt werden, um eine weitere Kontamination zu vermeiden.
2. Schweißmaterialien und -geräte
1) Schweißdrahtauswahl:
Die Auswahl des Schweißdrahts aus Titan und Titanlegierungen basiert im Allgemeinen auf dem entsprechenden Schweißdraht zum Grundmaterial, sollte jedoch durch die Bewertung des Schweißprozesses qualifiziert werden.
Bei der Auswahl des Schweißdrahtes sollten der Verunreinigungsgehalt und die mechanischen Eigenschaften des Drahtes berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Festigkeit der Schweißnaht nicht unter der Untergrenze der Standardzugfestigkeit des Grundmaterials im geglühten Zustand liegt.
2) Schutzgas:
Beim Schweißen von Titan und Titanlegierungen wird in der Regel Argongas als Schutzgas verwendet. Die Reinheit von Argongas sollte nicht weniger als 99,99 % betragen und der Volumenanteil anderer Gaskomponenten sollte streng kontrolliert werden.
Als Schutzgas kann auch Helium oder Argon-Helium-Gemisch verwendet werden.
3) Schweißausrüstung:
Die am häufigsten verwendete Ausrüstung zum Schweißen von Titan-Verbundplatten ist das DC-Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißgerät, das über Funktionen zur Zündung und Löschdämpfung des Hochfrequenzlichtbogens verfügt und zum Schweißen von Titan und Titanlegierungen geeignet ist.
3. Schweißprozess
1) Grundlegendes Schweißen von Stahlplatten:
Beim Schweißen der Längsnaht der Grundstahlplatte sollte am Anfangsende ein kleiner Lichtbogen verwendet werden, um den Schweißkörper herauszuführen, und dann sollte die Lichtbogenplatte mit Sauerstoff geschnitten werden. Erfordern eine gleichmäßige Schweißnahtausbildung, keine Mängel wie Porosität oder Risse.
2) Titan-Verkleidungsschweißen:
Das Schweißen der Titanbeschichtung erfolgt durch Gleichstrom-Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen. Nach der Bildung der Schweißnaht sollte diese gleichmäßig, dicht und glatt in das Grundmetall übergehen, ohne Mängel wie Risse, mangelnde Verschmelzung oder Hinterschneidungen.
Beim Schweißvorgang sollte auf die Entfernung von Kratzern und die kontinuierliche Zufuhr von Schutzgas geachtet werden, um die Qualität der Schweißnaht sicherzustellen.
3) Kurzschweißen:
Bei kurzen Schweißnähten handelt es sich hauptsächlich um Überlappungsverbindungen. Zum Schutz beim Schweißen sollten Schleppabdeckungen verwendet werden, um eine Verunreinigung der Schweißnaht während des Abkühlens zu verhindern.
4. Inspektion und Reparatur nach dem Schweißen
1) Farbprüfung:
Untersuchen Sie die Oberfläche von Titan-Schweißnähten mit Farbstoffen, um sicherzustellen, dass die Oberfläche keine Mängel wie Risse oder Poren aufweist.
2) Reparatur:
Durch die Farbprüfung festgestellte Mängel müssen behoben werden. Nach der Reparatur muss eine erneute Farbprüfung durchgeführt werden, um die Qualität der Schweißnaht sicherzustellen.
5. Vorsichtsmaßnahmen
1) Vermeiden Sie eine direkte Verschmelzung von Titan und Stahl:
Aufgrund der erheblichen Unterschiede in den thermischen und physikalischen Eigenschaften zwischen Titan und Stahl ist es nahezu unmöglich, durch Schmelzschweißen direkt eine durchgehende Schweißverbindung herzustellen. Daher sollten Maßnahmen ergriffen werden, um eine direkte Verschmelzung von Titan und Stahl während des Schweißprozesses zu vermeiden. Zu den gängigen Maßnahmen gehören die Gestaltung sinnvoller Nutformen und die Verwendung von Füllplatten und Deckplattenstrukturen aus Titan.
2) Schutzgasdurchfluss und Düsengröße:
Die Durchflussmenge des Schutzgases und die Düsengröße haben einen erheblichen Einfluss auf die Schweißqualität. Um einen ausreichenden Schutz der Schweißnaht zu gewährleisten, sollten die passende Durchflussmenge und Düsengröße entsprechend den Anforderungen des Schweißprozesses gewählt werden.
3) Schwanzschutz:
Ein Argonschutz, auch Tail Protection genannt, wird auf die neu geschweißte Verbindung und die Wärmeeinflusszone aufgetragen, um eine Kontamination und Oxidation der Schweißnaht während des Abkühlvorgangs zu verhindern.
Der Schweißprozess von Titan-Verbundplatten ist ein komplexer Prozess, der wissenschaftliche und künstlerische Elemente vereint. Es erfordert nicht nur hervorragende Fähigkeiten und eine rigorose Einstellung der Schweißer, sondern auch ein tiefes Verständnis und eine präzise Beherrschung der Eigenschaften von Titanwerkstoffen. Durch die Auswahl angemessener Schweißmethoden, eine strenge Kontrolle der Schweißparameter und eine sorgfältige Nachbehandlung nach dem Schweißen können wir die Qualität und Leistung von Schweißverbindungen aus Titan-Verbundplatten sicherstellen und die strengen Anforderungen verschiedener High-End-Fertigungsindustrien erfüllen.
