Casa / Notas Técnicas / Titânio para soldadura
Fabricação
Soldagem De Titânio: a contaminação é todo o problema
O titânio não é difícil de soldar devido ao arco. É difícil porque o titânio quente absorve oxigénio, azoto e hidrogénio, e uma poça de fusão não tem pele de óxido para os manter afastados. Todas as práticas que se seguem — escudos à direita, barragens de purga, ferramentas dedicadas, critérios de aceitação de cores — existem para fechar essa janela.
O titânio não solda mal — contamina facilmente. Diga-nos que a junta, a espessura e a especificação aplicável, bem como a base do procedimento e da inspecção, voltam por escrito. Enviar os dados comuns
A janela que o processo tem de fechar
Abaixo de aproximadamente 400 C, O titânio é estável no ar. Acima dele, o metal absorve oxigênio e nitrogênio da atmosfera e forma uma camada superficial dura e quebradiça — caixa Alfa. O hidrogénio é absorvido a partir de uma temperatura ainda mais baixa, e o hidrogénio é o que causa o seu dano mais tarde, como fragilização por hidreto e não como um defeito imediatamente visível.
Uma poça de fusão está acima dessa temperatura, por definição, e não tem película passiva para retardar a absorção. Portanto, a blindagem não existe para manter o arco estável ou os respingos para baixo. É a única coisa que fica entre a junta e uma alteração química que nenhum tratamento térmico a jusante irá desfazer.
O que cada contaminante faz
| Contaminante | O que faz à articulação | De onde vem |
|---|---|---|
| Oxigénio | Aumenta a força e a dureza ao deixar cair a ductilidade e a dureza. Produz o caso alfa, que é um local da iniciação da quebra sob a fadiga e um local da corrosão sob meios agressivos | Cobertura de blindagem insuficiente, especialmente no cordão de resfriamento atrás da tocha |
| Azoto | Endurece mais agressivamente do que o oxigénio e fragiliza ainda mais. A contaminação por azoto é difícil de remover uma vez | A mesma falha de blindagem, mais vazamentos na linha de gás ou uma purga que nunca encheu o volume |
| Hidrogénio | Forma hidretos frágeis. A junta pode passar por inspeção soldada e falhar em serviço, o que a torna a menos tolerante das três | Consumíveis húmidos, gás de protecção contaminado, resíduos de decapagem, humidade da superfície, contaminação por hidrocarbonetos |
| Ferro | Não absorvido da atmosfera, mas manchado de ferramentas, Escovas, rebolos e acessórios — e contamina a superfície de titânio, onde se comporta como um local de metal diferente | Escovas e rodas de aço carbono, acessórios e braçadeiras de aço, Equipamento de elevação, meios de jateamento partilhados |
A cor da solda não é cosmética
A cor do óxido em uma solda de titânio acabada é um registro de quão quente o metal ficou e quanto oxigênio viu enquanto estava quente. Ninguém o lustra porque parece desarrumado — é o instrumento de inspeção mais barato da oficina e, em grande parte do trabalho, é o critério de aceitação.
| Cor do cordão acabado | O que indica | Disposição habitual |
|---|---|---|
| Palha prateada ou muito leve | Blindagem mantida através da faixa de resfriamento | Aceitar |
| Palha em bronze / azul escuro | Alguma captação de oxigénio; superficial e frequentemente aceitável quando o desenho o permite | Aceite geralmente, sujeito à especificação de governo e a toda a exigência remover a camada |
| Azul claro ou em pó sobre uma grande área | Escudo perdido enquanto o cordão ainda estava quente | A disposição depende da especificação; rejeição frequente |
| Cinzento, branco ou pulverulento | Oxidado, não apenas matizado. Caso Alfa presente | Remover e rebobinar ou rejeitar |
A cor deve ser lida juntamente com a especificação e a espessura da parede. Uma tonalidade numa fina solda de vedação autógena num tubo representa um risco diferente da mesma tonalidade numa junta pesada de múltiplas passagens em que as passagens subsequentes reaquecem a camada contaminada.
Selecção de processos e concepção conjunta
- GTAW (TIG) é o padrão para titânio. É lento, controlável e, crucialmente, fácil de proteger adequadamente. A maior parte da soldagem de titânio na fabricação geral é GTAW, muitas vezes autógena em seções finas.
- Feixe de electrões e laser a soldadura é usada onde a penetração ou a entrada de calor fazem GTAW impraticável. Não são uma forma de contornar a blindagem, são uma forma de contornar a distorção — e para secções espessas são normalmente feitas a vácuo ou com uma câmara inerte.
- A seleção do enchimento importa menos do que o protetor. A correspondência do grau de base, ou de uma carga ligeiramente mais macia, quando existe risco de fissuração, é normal. Nenhum enchimento resgata uma falha do escudo.
- O design da junta difere do aço. O titânio tem baixa condutividade térmica e uma zona estreita afetada pelo calor, portanto, é necessária menos Penetração para a mesma resistência. As preparações de coronha quadrada substituem as ranhuras em V que um desenho de aço carregaria na mesma espessura, e o número de passagens cai com elas.
- Purgue as costas, todas as vezes. Para tubos e tubos, uma purga interna completa com oxigénio medido na saída é o único método fiável. As barragens de purga descartáveis e as barragens solúveis têm modos de falha que só aparecem na extremidade de saída a longo prazo.
Prática de loja: a parte que decide a repetibilidade
A soldadura de titânio falha mais frequentemente na bancada do que na tocha. Os controlos que importam não são glamourosos e absolutos:
- Escovas de aço inoxidável dedicadas, e rodas de moedura reservadas para o titânio. Uma escova de aço carbono usada uma vez em uma fabricação de aço contaminará todas as juntas de titânio que a seguem.
- Desengordurar antes da montagem, não depois. Acetona ou um solvente aprovado, aplicado e deixado piscar, nas faces das juntas e, pelo menos, na largura de uma mão de cada lado.
- Gás de protecção limpo, seco e não contaminado no escoamento correcto. Um caudal demasiado elevado arrasta o ar e é uma causa comum de uma blindagem que é testada como presente, mas funciona como ausente.
- Nenhuns dispositivos elétricos de aço na zona quente, e manipulação cuidadosa entre a limpeza e a soldadura. A limpeza obtida e depois perdida por uma mão enluvada é a causa mais comum de uma tonalidade perdida.
O que indicar no inquérito ou no sorteio
Os requisitos de soldadura são geralmente sub-especificados e a lacuna é preenchida por pressuposto. Quatro itens fecham: o especificação da soldadura que governa, o junção e espessura, se a articulação é autógeno ou preenchido, e o inspecção e aceitação - radiografia, corante penetrante, exame de dureza ou coloração isolada. Acrescentar se o óxido de superfície deve ser removido após a soldadura e se se segue qualquer tratamento térmico, uma vez que ambos alteram a sequência e o preço.
Quando a soldagem faz parte do fornecimento, confirmamos o procedimento, a qualificação e a base de inspeção por escrito com a cotação e não após o fato. Enviar os dados comuns com o inquérito.
FAQ
Perguntas frequentes
O titânio pode ser soldado ao ar livre?
Apenas quando a junta permanecer dentro de uma blindagem inerte. O copo da tocha cobre a poça fundida, mas o cordão permanece acima do limiar de absorção por alguma distância atrás do arco, portanto, um escudo de arrasto é necessário para qualquer coisa, exceto a menor passagem autógena. Tudo o que estiver suficientemente quente para absorver oxigénio, azoto ou hidrogénio tem de estar sob gás até arrefecer abaixo de cerca de 400 C.
O que significa uma solda azul em titânio?
Que o cordão viu oxigénio enquanto ainda estava quente. A cor é a espessura da camada de óxido, que é uma função directa da temperatura e da disponibilidade de oxigénio — a prata e a palha clara significam que o escudo é mantido; o azul significa que não se manteve suficientemente atrás do arco; o cinzento ou o branco significa que o metal é oxidado em vez de apenas tingido, que é o caso alfa e tem de ser removido ou a junta rejeitada.
A soldagem de titânio precisa de uma purga traseira?
Sim, em qualquer junta onde o lado reverso fique quente — que é toda solda de penetração total. A purga com argónio e a verificação do teor de oxigénio na saída do volume purgado é o único método fiável. Pular produz uma raiz descolorida e fragilizada que pode passar por uma inspeção de superfície e falhar mais tarde.
O titânio pode ser soldado diretamente ao aço inoxidável?
Não de forma fiável. O titânio e o aço formam fases intermetálicas frágeis na interface, de modo que uma solda de fusão direta racha. As junções entre os dois são feitas através de um intermediário — uma parte da transição, um componente folheado, ou uma junção mecânica com uma gaxeta que separe os metais. O cobre revestido de titânio é usado exatamente nesta função para conexões elétricas e de processo.
Pergunte sobre soldagem de titânio
Enviar o desenho com a nota e a especificação aplicável. Vamos confirmar o material formulário, a rota do processo, o plano de inspeção e uma data por escrito com a cotação.