Spawanie tytanu

Tytan i stopy tytanu mogą być łączone wieloma sposobami, jednak w kazdym przypadku uwagę nalezy zwrócić na ochronę spoiny i nagrzanego materiału przed dostępem gazów z atmosfery.

Metody spawania tytanu i jego stopów:

  • spawanie łukowe elektrodą topliwą i nietopliwą w osłonach gazów obojętnych (TIG),
  • łukiem krytym,
  • elektrożużlowo,
  • impulsowo elektrodą topliwą w osłonie gazów ochronnych,
  • laserowo,
  • wiązką elektronów w próżni,
  • dyfuzyjnie,
  • tarciowo,
  • zgrzewaniem elektrooporowym,
  • ultradźwiękowo,
  • wybuchowo,
  • zgniotowo w próżni lub w osłonie gazowej.

Tytan ma silne powinowactwo w stanie nagrzanym i ciekłym do gazów atmosferycznych (tlenu, azotu, wodoru), co powoduje kruchość materiału i obniża niektóre jego właściwości, takie jak plastyczność, podatność na pełzanie, odporność na pękanie korozyjne. W celu uniknięcia tych zjawisk stosuje się osłonę materiału strefy spawania gazami obojętnymi jak np. argon czy hel, lub ich mieszankami, stosując specjalne topliki spawalnicze niezawierające tlenu lub spawanie prowadzi się w próżni. Zauważono także, że wzrost zawartości pierwiastków domieszkowych do tytanu zwykle ujemnie wpływa na jego spawalność.

PRZYGOTOWYWANIE POWIERZCHNI

Powierzchnie czołowych spawanych blach, które zostały ucięte nożycami lub przez tłoczenie przygotowuje się do spawania obróbką mechaniczną, opiłowuje pilnikami oraz wygładza skrobakami. Po oczyszczeniu i wygładzeniu krawędzi strefy spawania blach odtłuszcza się je acetonem, benzyną lub innym rozpuszczalnikiem.

Warunki, które muszą być spełnione podczas spawania:

W pomieszczeniu spawalni temperatura nie powinna być wyższa niż 15oC. Najczęściej spawanie tytanu i jego stopów jest prowadzone metodą TIG.

Do spawani tytanu i jego stopów jako elektrodę topliwą stosuję się głównie drut wolframowy z dodatkami stopowymi. Kąt stożka końcówki elektrody wolframowej zależy od grubości elementu spawalnego i zmienia się od 30o do 45o. Do ochrony złącza stosuje się mieszanki z czystego argonu i helu.

W zależności od kształtu i rozmiarów wyrobów spawanych stosuje się 3 rodzaje osłony gazowej:

1. osłona strumieniem gazu w przypadku spawania w powietrzu, polega na ciągłym owiewaniu strefy złącza,

2. umieszczenie komory sztywnej lub miękkiej zapełnionej gazem dla miejscowej osłony części wyrobu,

3. prowadzenie spawania w komorze o dużych rozmiarach z kontrolowaną atmosferą gazu obojętnego.

Prawidłowo wykonana spoina po ochłodzeniu powinna być błyszcząca, o srebrnym kolorze. W innym przypadku ma kolor żółto-niebieski lub szary i świadczy to o nieprawidłowym procesie. Do łączenia elementów o grubości do 3 mm stosuje się spawanie TIG bez przygotowania złączy, przy większych grubościach stosuje się wielowarstwowe spawanie z przygotowaniem złączy.

Rodzaje wykonywanych łączeń:

Spawanie wąskoszczelinowe, charakteryzuje się wysunięciem elektrody o średnicy 4mm poza krawędź dyszy gazowej o 2 mm. Elektroda powinna być ustawiona pionowo względem łączenia doczołowego, grań spoiwa i nagrzewana powierzchnia złącza osłaniana jest przez argon doprowadzany rurką z promieniowymi otworami.

Przy automatycznej metodzie TIG istnieje możliwość zmiany wymiarów i kształtów złącza w szerokim zakresie. Spawaniem impulsowym elektrodą nietopliwą w osłonie gazów ochronnych usuwa się lub zmniejsza ilość wad złącza.