Од процеса боли боли до интелигентног заваривања: прецизност револуције титанијумске легуре технологије

 

Заваривање легура титанијума

Алуција титанијума, овај свестрани "супер материјал", игра изузетно важну улогу у кључним областима као што су оштрице мотора и вештачки зглобови. Међутим, у традиционалној адитивној производњи, она увек има "дуге" наставне кристале, попут колачића прекривене паралелним линијама, које се лако пробијају у "линијама" када су под стресом, увелике смањење перформанси.

Недавно, Харбин Институт за технологију и Политеццо ди Милано објавио је студију у међународном часопису Међународни часопис на напредној технологији производње, која је донела "магичну операцију" адитивној производњи адитиве титанијум-а агенције {{0} "ласерско-4В легуре за промену житарице ТИ-6Ал-4В." Грицкалице ", а не само више у" житарице "не само више у" зрнама "не само јачи" Перформансе!

 

А. Кључни технички изазови процеса заваривања за заваривање титанијум-алега

Аледиталошке легуре показују одличну хемијску стабилност и механичка својства на собној температури. Међутим, када температура заваривања прелази критичну тачку од 800 степени, њихова физичкохемијска својства проћи ће значајним променама, што потичу на три изазове основног процеса:

 

1. Разградња материјалних перформанси због високог- оксидације температуре

У високом - температурном окружењу заваривања, стопа реакције између титанијума и кисеоника показује експоненцијални раст, генеришући густ и крхки слојеви оксида титанијум-диоксида (тио "). Утицај овог оксидног слоја на перформансе материјала је двострук - оштећено: С једне стране, његова тврдоћа може достићи 3-5 пута у основном материјалу, формирајући микроскопске концентрације стреса; С друге стране, експериментални подаци показују да када је садржај кисеоника у зони заваривања прелази 0,15 ВТ%, чврст материјала се смањује за више од 50%, значајно смањујући структурну поузданост.

2 Бриттле Ефтецмент Ефект изазван продором водоника

Током заваривања, влажност заштите животне средине (РХ> 40%) или загађење површине жице (уља / оксиди) могу се распасти да произведу активне атоме водоника. Ови атоми дифузнују у решетку титанијума након формирања игле - попут једињења титанијум хидрида (тих), узрокујући феномен "ембунтирање водоника". Вриједно је напоменути да је овај процес ублажавања температура - осетљива; У окружењима испод -20 степена, тежина прелома КИЦ вредност се може смањити за 30% -40%, а прелом показује ломљене карактеристике без очигледне пластичне деформације.

3. Иницијација пуцања због концентрације топлотне стреса

Коефицијент топлотног ширења титанијум легура (8,6 × 10⁻⁶ / степен) је само један - трећи од челика, али тренутни улаз топлоте током заваривања може доћи до 5000-10000 В / цм. Ова тешка неусклађеност у термодинамичким параметрима изазива заостале напрезате високе као 300-500 МПа у зони заваривања током хлађења. Када брзина заваривања прелази 0,8 м / мин или градијент хлађења> 50 степени / с, коефицијент концентрације стреса КТ ће прећи критичну вредност, изазивање иницијације и ширење термалних пукотина.

б. Детаљно објашњење четири основне процесе за решавање изазова заваривања за заваривање титанијум-а

Волфрам инертна гасна заваривање (ТИГ заваривање) - Златни стандард за прецизно заваривање

Као пожељни поступак за танко- зидне компоненте испод 3 мм (као што су медицински имплантати, аероспаце прецизни делови), ефикасно сузбијају оксидацију титанијумска легура захваљујући својим стабилним карактеристикама АРЦ-а и прецизним контролом уноса топлоте. Њено језгро лежи уУспостављање три - нивоа заштите нивоа:

Главни заштитни слој:Аргон за гас у возној гасима од волфстен електроде мора се одржавати на 15-25Л / мин да формирају континуирану завесу гаса

Слој за заштиту од повратка:Брзина протока аргона од 5-10л / мин на полеђини заваривања како би се спречило оксидација

Заштита проширења топлотне зоне:Помоћу штита за превлачење поклопцем са температурама> 400 степени да бисте осигурали инертну заштиту гаса током фазе хлађења

Вакуум Елецтрон Беам заваривање - врхунско решење за високог спојења - интегритета

Под Ултра - високом вакуумском окружењем (степен вакуума веће од или једнак 1 × 10⁻³Па), бомбардовањем легура титанијума са електронским снопом убрзаним на 20-150кВ напоном, постиже:

Нулта топљење загађења:Кисеоник - слободно окружење у потпуности избегава оксидацију, чистоћа заваривања достиже 99,99%

Ултра - способност за заваривање дубоког пенетрације: дубина - до - ширини однос до 10: 1, погодна за тањире дебљине 10-100 мм (нпр. Аероспаце резервоари за гориво)

Extremely Narrow Heat Affected Zone: Width only 0.5-1mm, material mechanical property retention rate >95%

Ласерско заваривање - револуционарно средство за ефикасну производњу

Усвајање ласера ​​од 4 дој8кВ, ефикасно заваривање се постиже оптимизирањем следећих параметара:

Предност брзине:Брзина заваривања достиже 1-5м / мин, 3-5 пута брже од ТИГ заваривања

Динамички систем заштите:Праћено бочним аргонским шпутовима за заштиту од пухања (проток 20-30л / мин) да се спречи бочна оксидација

Усклађивање интелигентног параметара:Густина напајања под контролом у опсегу од 10⁵ - 10⁶В / цм² како би се избегло снимање или непотпуно фузију

Дифузија лепљење - посебан поступак за спајање различитог материјала

За заваривање легура титанијума са челичним / бакаром и другим материјалима, усвојен је процес дифузије притиска:

Прозор процеса:Температура 800-950 степени, притисак 10-50 МПА, време 30-120 мин

Контрола интерфејса:Ницкел / Молибден Интерлаиер користи се за сузбијање формирања крхких фаза као што је ТИ - фе

Типичне апликације:Медицинске кости (ТИ6АЛ4В / 316Л) Снага заједничке и нехрђајућег челика већа од или једнака 80% матичног материјала

 

ц. Подешавања параметара: Ови "бројеви" одређују успех или неуспех

1. Струја: Подешавање према дебљини плоче . 1 мм Титаниум плоча користи 50-80а, 3 мм користи 120-150а. Превелика струја ће довести до грубе зрна, а премала струја ће резултирати недовољним дубином топљења.

2 Заштитни гас: 99,99% Хигх - Пустоти аргон гас мора се користити, а брзина протока мора бити контролисана у 20 - 30Л / мин. Након заваривања, снабдевање гасом мора бити заустављено 5-10 секунди да спречи "секундарну оксидацију" високотемтем заваривања.

3. Брзина заваривања: 50 - 100 мм / мин се препоручује за делове танких зидова и 30-50 мм / мин за дебеле плоче. Пребрза брзина ће лако изазвати поре, док ће превиље успорена брзина проширити зону захваћене топлотом.

д. Лечење утора: Користите В - у облику у облику, угао 60-70 степена, бунт ивица од нехрђајућег челичног челичног челичног челичног челичног челичног сјаја, а не додирујте се рукама (маст у отисцима прстију изазваће контаминацију заваривања).

4. Од "Квалификованих" у "Одлично": "Један - препознавање" квалитета заваривања)

Од "квалификованих" до "одличног": титанијумски алуји за заваривање квалитета квалитета и интелигентна еволуција

1. Сребрна бела: савршена! Потпуно заштићен, нема оксидације, не може се користити у високим - крајњим сценама као што су ваздухоплови.

2 Светло жуто: благо оксидовано, перформансе у основи испуњавају стандарде, погодне за општу индустријску опрему.

3. Тамно жута / златна љубичаста: умерена оксидација, постоји ризик од ебрите и тестирање механичких својстава је потребно.

4. Плава / сива: тешка оксидација, заваривање је постало ломљиво и мора се преправити.

Уз популаризацију интелигентне опреме заваривања, заваривање од легура титанијума премешта се од "ослањајући се на искуство ветерана" на "параметријску прецизност контроле". Од вакуумских заваривања робота у Реал - временски надзорни системи за праћење оксидације, технолошки напредак постигао је бивше "тешке проблеме" контроле. У будућности, уз распрострањену примену титанијум легура у новим енергетским возилима, хидрогенским енергетским опремом и другим пољима, технологија заваривања ће се у већим пробојима заваривати - омогућавање овог "свемирског метала" да упише више индустријских сценарија.