Kesukaran dan penyelesaian dalam kimpalan aloi titanium
Titanium ialah unsur kimia logam dengan simbol kimia Ti dan nombor atom 22. Aloi titanium juga merupakan bahan logam yang penting. Ia digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, peralatan perubatan, industri kimia dan bidang lain kerana beratnya yang ringan, kekuatan tinggi dan rintangan kakisan yang baik. Walau bagaimanapun, disebabkan sifat khas aloi titanium, terdapat beberapa cabaran dan potensi kecacatan kimpalan semasa proses kimpalan.
Kimpalan aloi titanium agak sukar. Kesukaran kimpalan dan potensi kecacatannya ditunjukkan terutamanya dalam aspek berikut:
Fenomena kemerosotan:
Aloi titanium mudah bertindak balas dengan oksigen, nitrogen, hidrogen dan kekotoran lain di atmosfera pada suhu tinggi, menyebabkan kerosakkan suhu tinggi dan mengurangkan keplastikan dan keliatan sambungan yang dikimpal. Untuk mengelakkan kerosakkan, suasana semasa mengimpal dan ketulenan bahan yang sedang diproses hendaklah dikawal.
Retak kimpalan:
Kejadian keretakan kimpalan dalam aloi titanium adalah berkaitan dengan tegasan dan kandungan hidrogen. Oleh itu, tekanan mesti dikawal semasa proses kimpalan untuk mengelakkan terlalu panas dan penyejukan bahan yang cepat, dan memastikan kawasan kimpalan kering dan bersih.
Liang kimpalan:
Semasa proses kimpalan, disebabkan oleh tindak balas antara aloi titanium dan oksida, liang kimpalan mudah dihasilkan, dengan itu mengurangkan kekuatan dan pengedap sambungan yang dikimpal. Beri perhatian untuk mengawal kandungan oksigen perlindungan gas argon dan bahan kimpalan untuk memastikan kawasan kimpalan kering dan bersih.
Untuk mengelakkan masalah di atas semasa mengimpal, langkah pencegahan kecacatan yang berkaitan perlu diambil.
1. Pilih proses kimpalan dan dawai kimpalan yang sesuai, dan pilih kaedah kimpalan yang sesuai mengikut bahan dan kekotoran logam asas aloi titanium.
2. Gunakan gas pelindung berkualiti tinggi untuk memastikan ketulenan tidak kurang daripada 99.99%.
3. Bersihkan dan proses logam asas dan dawai kimpalan dengan teliti sebelum mengimpal untuk mengelakkan keretakan dan interlayer.
4. Semasa proses kimpalan, langkah perlindungan gas argon yang sesuai hendaklah diambil untuk kolam lebur dan zon terjejas haba kimpalan untuk memastikan kualiti kimpalan.
Persediaan sebelum mengimpal:
Rawatan permukaan: Rawatan fizikal permukaan aloi titanium, termasuk letupan pasir, letupan tembakan dan penggilap, untuk menghilangkan kotoran permukaan dan lapisan oksida. Ini meningkatkan kualiti dan kebolehpercayaan kimpalan.
Rawatan kimia: Gunakan bahan kimia seperti asid dan alkali untuk melarutkan dan mengeluarkan kotoran dan oksida pada permukaan aloi titanium. Rawatan kimia membantu meningkatkan kualiti dan ciri sambungan yang dikimpal.
Bersih dan Kering: Pastikan kawasan kimpalan kering dan bersih untuk mengelakkan kecacatan seperti liang. Gunakan ketuhar pengeringan atau peralatan pemanas dengan betul untuk memastikan suhu dan kelembapan yang sesuai dalam persekitaran kimpalan.
Kaedah kimpalan yang biasa digunakan:
Kimpalan arka plasma: Memanaskan dan mencairkan aloi titanium melalui arka plasma bertenaga tinggi, biasanya menggunakan arka DC. Kimpalan arka plasma mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi dan kelajuan kimpalan yang cepat, dan sesuai untuk plat aloi titanium yang lebih tebal dan bahagian kimpalan yang besar.
Kimpalan arka tungsten gas (kimpalan GTAW): Kaedah kimpalan arka yang menggunakan elektrod tungsten tidak lebur untuk kimpalan. Apabila melakukan kimpalan GTAW, kawasan kimpalan dilindungi daripada pencemaran atmosfera dengan gas pelindung (biasanya gas lengai seperti argon), dan pateri (logam pengisi) biasanya digunakan pada masa yang sama.
Kimpalan arka logam (kimpalan MIG): Kaedah kimpalan separa automatik atau automatik sepenuhnya yang menggunakan gas argon untuk melindungi kawasan kimpalan. Kimpalan MIG mudah dikendalikan dan sesuai untuk mengimpal plat aloi titanium tebal dan bahagian struktur yang besar.
Kimpalan arka tungsten (kimpalan TIG): Elektrod tungsten digunakan untuk menghasilkan arka untuk memanaskan dan mencairkan aloi titanium, dan kawasan kimpalan dilindungi oleh gas argon. Kimpalan TIG mempunyai kualiti kimpalan yang tinggi dan keupayaan kawalan, dan sesuai untuk plat nipis dan kimpalan ketepatan.
Kimpalan rasuk elektron vakum: Menggunakan rasuk elektron untuk memanaskan dan mencairkan aloi titanium di bawah keadaan vakum. Kimpalan rasuk elektron vakum mempunyai kelajuan kimpalan yang tinggi dan kualiti kimpalan yang tinggi, dan sesuai untuk bahagian struktur aloi titanium yang lebih tebal.
