بررسی کامل جوشکاری تیتانیوم

فلز تیتانیوم در عین استحکام بالا، بسیار سبک است و به‌راحتی با عناصر موجود در محیط واکنش نشان می‌دهد. از این رو جوشکاری این فلز کار بسیار حساسی است. تیتانیوم در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، مهندسی پزشکی و شیمیایی کاربرد ویژه‌ای دارد؛ بنابراین دانستن روش‌های جوشکاری آن، بسیار مهم است. در این مقاله با روش‌های جوشکاری تیتانیوم + صفر تا ۱۰۰ جوشکاری تیتانیوم بیشتر آشنا خواهید شد با رستگار صنعت همراه باشید.

روش های جوشکاری تیتانیوم کدامند؟

به‌طور کلی جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن با یکی از روش‌های ذوبی و حالت جامد انجام می‌شود‌. در انتخاب روش‌های جوشکاری ذوبی باید توجه کنید که روش‌های انتخابی بر پایه گاز باشند. همچنین این روش جوشکاری برای آلیاژهای α و آلیاژهای α – β با کمتر از 20 درصد فاز β امکان پذیر است. بقیه آلیاژهای تیتانیوم را به‌دلیل خواص ناپیوستگی که دارند باید با روش حالت جامد جوش داد. مهم‌ترین روش‌های جوشکاری تیتانیوم عبارتند از:

گاز بی اثر تنگستن / GTAW برای تیتانیوم

در روش جوشکاری تیگ از الکترود تنگستن برای انتقال قوس جوش استفاده می‌شود. در این روش برای محافظت از حوضچه جوش، از گاز محافظ استفاده شده که در مواردی که ناخالص باشد موجب افت کیفیت جوشکاری می‌شود‌. این روش برای جوشکاری لبه‌هایی با ضخامت ۲/۵ میلی‌متر مناسب است.

جوشکاری میگ (Mig)

جوشکاری با فرآیند میگ، هزینه پایین‌تری نسبت به جوشکاری با تیگ دارد، ولی نرخ رسوب‌نشانی آن بیشتر است. در این روش قطعات مذاب به سوی حوضچه حرکت کرده و به‌همین دلیل حساسیت در برابر آلودگی هوا در روش میگ بیشتر از روش‌های ديگری مانند آرگون است. در روش میگ به‌دلیل اینکه حرارت بسیار بالایی نیاز است، سرد شدن محل جوش به‌آهستگی انجام شده و در نتیجه گرده جوش پهن‌تر می‌شود. گاز محافظ استفاده شده در این روش، آرگون یا هلیم یا ترکیبی از هردوی این‌هاست.

سایر رو‌ش‌های جوشکاری تیتانیوم کدامند؟

روش‌های دیگری که در جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن به‌کار می‌روند، بسیار محدودتر هستند. این روش‌ها عبارتند از:

روش جوشکاری آرگون

یکی از پرکاربردترین روش‌های جوشکاری برای آلیاژهای تیتانیوم با ضخامت کم، روش جوش با آرگون است. بهترین حالت برای جوشکاری، موقعیت تخت است که حفاظت اتصال به‌خوبی برقرار می‌شود.

جوشکاری تیتانیوم با قوس پلاسما

در این روش به‌دلیل اینکه گاز یونیزه شده دمای بالایی دارد و جوشکاری عمیق‌تر انجام می‌شود، معمولا در مقاطعی با ضخامت بالا مناسب است‌. در روش جوشکاری با پلاسما، سرعت کار بسیار بالاتر از روش قبلی بوده و نیازی هم به فلز پرکننده وجود ندارد. نکته مهم در این روش این است که گاز آرگون یا هلیم به‌کار رفته در جوشکاری، باید خالص بوده و اکسیژن یا هیدروژن در ترکیب آن نباشد.

 جوشکاری تیتانیوم با پرتو الکترونی

جوشکاری تیتانیوم با پرتو الکترونی در خلا انجام می‌شود، بنابراین از حوضچه جوش به‌خوبی محافظت شده و حرارت ورودی بسیار پایین است. در نتیجه سرعت سرمایش بالا بوده و اغلب برای بسیاری از آلیاژهای تیتانیوم انجام نمی‌شود.

جوشکاری تیتانیوم با لیزر

جوشکاری تیتانیوم با لیزر مانند روش قبل است، اما نیازی به محفظه خلا وجود ندارد. پس برای محافظت از حوضچه باید از روش‌های بهتری استفاده کرد. این روش جوشکاری نیز ممکن است در برخی آلیاژها منجربه ایجاد ناحیه مارتنزیتی شود.

جوشکاری تیتانیوم به روش مقاومتی

در جوشکاری به روش مقاومتی به خاطر اینکه حرارت پایین است، جوشکاری نیز راحت‌تر انجام می‌شود. در این روش نیازی به گاز محافظ نیست، ولی باید سطوح به‌خوبی تمیزکاری شوند.

جوشکاری تیتانیم در حالت جامد

در بین روش‌های حالت حامد، جوشکاری نفوذی بهترین روش برای آلیاژهای تیتانیوم است.در این روش فلز به نقطه ذوب نمی‌رسد و نیازی به محافظت از حوضچه جوش وجود ندارد.

برای دریافت مشاوره و اطلاعات بیشتر  در این زمینه و یا خرید و استعلام قیمت اینورتر جوشکاری در مدلهای مختلف با شماره های موجود در سایت با ما درتماس باشید.

در جوشکاری تیتانیوم چه مشکلاتی وجود دارد؟

فلز تیتانیوم و آلیاژهای آن به‌سرعت با اکسیژن واکنش داده و اکسیدهای پایداری را ایجاد می‌کنند. این اکسیدها باعث می‌شوند که لبه‌های جوش به‌خوبی باهم تماس نداشته باشند. به جز این، وجود اکسید در فلز ذوب شده باعث می‌شود که خواص مکانیکی اتصال کمتر شود. به‌جز اکسیژن، ترکیب تیتانیوم با گازهایی مانند نیتروژن و هیدروژن باعث سخت شدن اتصال می‌شود. اگر سطح جوش با هیدروژن ترکیب شود، از چقرمگی آلیاژ تیتانیوم کمتر شده و به تردی آن‌ها افزوده می‌شود. ترکیب با کربن نیز می‌تواند کیفیت جوش را کاهش داده و اتصالی ناموفق در محل جوش ایجاد کند.

برای حل این مشکلات باید از بهترین و مناسب‌تربن روش جوش متناسب با نوع آلیاژ تیتانیوم استفاده کنید‌. نحوه آماده‌سازی نیز تاثیر زیادی در کیفیت جوشکاری دارد. در صورتی که تمیزکاری به‌درستی انجام نشود یا اینکه از گازهای نامناسب استفاده شود، باید انتظار ایجاد تخلخل در محل جوش و اتصال را داشته باشید. همچنین اگر در محیط جوشکاری و سطوح تحت جوش چربی و مواد هیدروکربنی وجود داشته باشد، احتمال ایجاد تخلخل بالا می‌رود. علاوه‌بر این‌ها، اندازه مجاز گازهای محبوس در فلز جوش 100 ppm است که اگر افزایش پیدا کند، تخلخل ایجاد می‌شود. با افزایش دمای مذاب و به‌دنبال آن بیشتر شدن سیالیت، گاز و تخلخل در حوضچه جوش کمتر می‌شوند.

سخن آخر

روش‌های جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن بر اساس نوع آلیاژ، میزان واکنش آن‌ها با عناصر دیگر و استحکام آن‌ها تعیین می‌شود‌. چیزی که در جوشکاری تیتانیوم اهمیت دارد، حفاظت از حوضچه جوش در برابر اکسیداسیون است که باید با اقدامات مخصوصی انجام شود.