5. sınıf titanyum alaşımı (Ti‑6Al‑4V), endüstriyel ve yapısal uygulamalarda en yaygın kullanılan + titanyum alaşımıdır. Birçok yüksek mukavemetli alaşımla karşılaştırıldığında iyi kaynaklanabilirliğe sahip olmasına rağmen, yüksek sıcaklıklarda kimyasal olarak oldukça reaktiftir; bu nedenle sağlam, güvenilir kaynaklı bağlantılar üretmek için sıkı proses kontrolü şarttır. Aşağıda 5. Sınıf titanyum alaşımının kaynaklanması için kritik önlemler bulunmaktadır.
Öncelikle temizlik çok önemli.
Titanyum kaynak sıcaklıklarında oksijen, nitrojen, hidrojen ve karbon ile güçlü reaksiyona girerek kırılganlığa, gözenekliliğe ve çatlamaya neden olur. Tüm yüzeyler-kaynak bağlantısı, dolgu teli ve yakındaki taban malzemesi dahil-iyice temizlenmelidir. Yağ, gres, su, toz ve işleme sıvıları solvent temizliği ve ardından kuru hava üfleme yoluyla temizlenmelidir. Çelik aletlerden, demir parçacıklarından veya bakırdan kaynaklanan kirlenme de kusurlara neden olabilir, bu nedenle özel titanyum kaynak aletleri ve fikstürleri şiddetle tavsiye edilir.
İkincisi, etkili gaz koruması zorunludur.
Çelik veya alüminyumdan farklı olarak titanyum, yalnızca kaynak sırasında değil, kaynak ve ısıdan etkilenen bölge 300 derecenin altına soğuyana kadar da koruma gerektirir. Tipik olarak yüksek saflıkta argon (%99,99 veya daha yüksek) kullanılır. Yüksek sıcaklık bölgesinin tamamını kaplamak için genellikle bir arka kalkan, büyük gaz merceği veya kapalı oda uygulanır. Yetersiz koruma, atmosferik gazların emilmesine ve ciddi süneklik ve tokluk kaybına işaret eden renk bozulmasına yol açar.
Üçüncüsü, ısı girişinin ve pasolar arası sıcaklığın kontrolü önemlidir.
Aşırı ısı girişi, kaynakta ve ısıdan etkilenen bölgede tane büyümesini teşvik ederek bağlantı mukavemetini ve yorulma performansını azaltır. Yüksek pasolar arası sıcaklık aynı zamanda hidrojen toplanması ve oksidasyon riskini de artırır. Genel olarak pasolar arası sıcaklık 150 derecenin altında tutulmalıdır. GTAW (TIG), PAW ve lazer kaynağı gibi düşük ila orta ısı girdili işlemler tercih edilir. Tozaltı kaynağı gibi yüksek ısı girdili işlemler nadiren kullanılır.
Dördüncüsü, dolgu metali seçiminin uygun şekilde eşleştirilmesi gerekir.
Çoğu yapısal kaynakta, sünekliği artırmak ve çatlak hassasiyetini azaltmak için sıklıkla ERTi‑5 dolgu metali (ticari olarak saf titanyum) kullanılır. Eşleştirme gücü gerektiğinde Ti‑6Al‑4V dolgu maddesi (ERTi‑6Al‑4V) kullanılabilir ancak katılaşma çatlamasını önlemek için daha sıkı temizlik ve koruma gerekir.
Beşincisi, kirlenmenin ve farklı metal sorunlarının önlenmesi.
Karbon çeliği, bakır, pirinç veya bronzla doğrudan temastan kaçınılmalıdır. Titanyum düşük ısı iletkenliğine ve yüksek erime noktasına sahiptir, bu nedenle kaynak havuzları yavaş katılaşır. Uygun olmayan geometri veya kısıtlama, kaynak bozulmasına ve artık gerilime yol açabilir. Kritik bileşenler için kaynak sonrası gerilim giderme uygulanabilir, ancak bu yalnızca tam inert gaz koruması altında yapılabilir.
Son olarak, kaynak sonrası muayene ve kalite kontrol çok önemlidir.
Renk değişikliği ve gözeneklilik açısından görsel inceleme standarttır. Kritik uygulamalar için boya penetrant testi (PT) veya radyografik test (RT) kullanılabilir. Bükme testleri ve çekme testleri de dahil olmak üzere mekanik testler, bağlantının süneklik ve dayanıklılık gereksinimlerini karşıladığını doğrular.
Özetle,5. Sınıf titanyum alaşımının başarılı kaynağı, aşırı temizliğe, güvenilir inert gaz korumasına, kontrollü ısı girdisine, uygun dolgu metaline ve sıkı proses disiplinine dayanır. Uygun prosedürlerle kaynaklı bağlantılar mükemmel mukavemet, süneklik ve korozyon performansı sergileyebilir.
