Performances de soudage au titane

Analyse des performances de soudage au titane

1. L'influence de la pollution par les gaz et les impuretés sur les performances de soudage

1.1. L'influence de l'hydrogène est le facteur le plus sérieux affectant les propriétés mécaniques du titane parmi les impuretés du gaz. Le changement de la teneur en hydrogène de la soudure a l'impact le plus significatif sur les performances d'impact de la soudure. La raison principale est que l'augmentation de la quantité de bombe à hydrogène dans la soudure augmente la quantité de TiH2 en flocons ou en forme d'aiguille précipité dans la soudure. Le TiH2 a une résistance très faible, ce qui réduit considérablement les performances d'impact de la soudure. Faites attention à l'utilisation d'électrodes ou de fils à faible teneur en hydrogène lors du soudage.

1.2. L'influence de l'oxygène. L'oxygène a une solubilité élevée dans les deux phases du titane et peut former des phases de solution solide interstitielle, provoquant une grave distorsion de la phase de réseau, entraînant une augmentation de la dureté et de la résistance du titane et des alliages de titane, mais une diminution significative de la plasticité. Afin d'assurer les performances des joints de soudure, en plus d'empêcher l'oxydation du cordon de soudure et de la zone affectée par la chaleur de soudage pendant le processus de soudage, la teneur en oxygène dans le métal de base et le fil de soudage doit également être limitée.

1.3. L'influence de l'azote. À une température élevée supérieure à 700 degrés, l'azote et le titane réagissent violemment pour former du nitrure de titane (TiN) cassant et dur, et le degré de distorsion du réseau causé par la formation d'une solution solide interstitielle entre l'azote et le titane est plus grave que celui causé par l'oxygène absorption. Par conséquent, l'azote est plus important que l'oxygène pour améliorer la résistance à la traction et la dureté des soudures en titane et en alliage de titane et réduire les propriétés plastiques des soudures.

1.4. L'influence du carbone. Le carbone est également une impureté courante dans le titane et les alliages de titane. Les expériences montrent que lorsque la teneur en carbone est de 0 0,13 %, le carbone est profondément en titane, la résistance de la soudure est améliorée et la plasticité est réduite, mais il n'est pas aussi fort que l'oxygène et l'azote. Cependant, lorsque la teneur en carbone de la soudure est encore augmentée, la soudure apparaît comme un filet de TiC, dont la quantité augmente avec l'augmentation de la teneur en carbone, de sorte que la plasticité de la soudure diminue fortement et que des fissures sont susceptibles d'apparaître. sous l'action des contraintes de soudage. Par conséquent, la teneur en carbone du métal de base du titane et de l'alliage de titane ne doit pas dépasser 0,1 %, et la teneur en carbone de la soudure ne doit pas dépasser la teneur en carbone du métal de base.

2. Problème de fissure de joint soudé

Lors du soudage du titane et des alliages de titane, des fissures à froid peuvent apparaître dans la zone affectée thermiquement, qui se caractérise par des fissures survenant plusieurs heures ou plus après le soudage, également appelée fissuration retardée. Des études ont montré que ce type de fissure est lié à la diffusion d'hydrogène lors du processus de soudage. Pendant le processus de soudage, l'hydrogène diffuse du bain de fusion à haute température vers la zone affectée thermiquement à basse température. L'augmentation de la teneur en hydrogène augmente la quantité de TiH2 précipité dans cette zone, ce qui augmente la fragilité de la zone affectée thermiquement. De plus, l'expansion volumique lors de la précipitation des hydrures provoque une contrainte structurelle plus importante. , Couplé à la diffusion et à l'accumulation d'atomes d'hydrogène vers les parties à forte contrainte de la région, entraînant la formation de fissures. La méthode pour éviter ce type de fissuration retardée consiste principalement à réduire la source d'hydrogène dans le joint soudé et à effectuer un traitement de recuit sous vide si nécessaire.

3. Sélection de la méthode de soudage

Le tube et la plaque tubulaire en titane GR2 sont conçus avec une expansion de résistance et une soudure scellée. Lors du soudage de titane et d'alliages de titane, lorsque la température est comprise entre 500 degrés et 700 degrés, il est facile d'absorber l'oxygène, l'hydrogène et l'azote dans l'air, ce qui affecte sérieusement la qualité du soudage. L'arc de soudage à l'arc sous argon est protégé et refroidi par le flux de gaz argon, la chaleur de l'arc est relativement concentrée, la densité de courant est élevée, la zone affectée par la chaleur est petite et la qualité du soudage est élevée. En raison des propriétés physiques et chimiques particulières du titane, combinées aux équipements et aux conditions environnementales de notre entreprise, nous utilisons cette fois le soudage automatique à l'arc tungstène-argon pour le soudage du tube d'échange de chaleur en titane et de la plaque tubulaire.

4. Inspection de la plaque d'échantillonnage

Inspection visuelle. La surface de la soudure et la zone affectée par la chaleur doivent être inspectées à 100 % avec une loupe grossissante 10 fois. Les résultats de l'inspection visuelle et des essais non destructifs ne doivent pas présenter de défauts tels que des fissures, des pores non fondus, des contre-dépouilles, des cratères d'arc, des inclusions et des éclaboussures. Il ne doit y avoir aucun défaut à l'extérieur de la soudure Il y a des points d'arc. Il ne doit pas y avoir de couleur oxydée sur la surface (seuls le blanc argenté et le jaune clair sont autorisés). Après inspection, aucune fissure, aucun pore, aucun manque de fusion et aucun autre défaut n'a été trouvé à la surface de la soudure, la couleur de la surface était blanc argenté et l'inspection de l'apparence a été qualifiée.

5. Salle scellée pour le soudage

En raison de la nature particulière du titane, l'influence de la vitesse du vent, de la température, de l'humidité, de la poussière et d'autres facteurs environnementaux sur la qualité du soudage ne doit pas être sous-estimée. Afin d'assurer l'environnement de soudage, nous avons construit une salle de soudage étanche de 30m2 (5mx6m) relativement isolée du monde extérieur. Maintenez la température autour de 25 degrés et l'humidité relative inférieure à 60 %. La qualification de soudage de l'éprouvette et le soudage du produit sont réalisés dans ce local étanche au vent et à la poussière. (1) Les climatiseurs, les déshumidificateurs, les aspirateurs et les ventilateurs d'extraction doivent être installés dans la pièce scellée. La lumière intérieure doit être suffisante et le sol doit être plat, propre et propre; (2) Des mesures de prévention des incendies et des passages sûrs doivent être envisagés dans la pièce scellée ; (3) Soudeurs pendant le soudage Portez des vêtements de travail propres et portez des gants en pur polyester dégraissant.

6. Exigences de base pour les personnes, les machines et les matériaux en soudage

6.1. Besoins en personnel. (1) Les techniciens en soudage, les inspecteurs de la qualité du soudage et le personnel d'inspection et d'essai en soudage devraient avoir les qualifications correspondantes ; (2) Tous les soudeurs qui participent au soudage doivent passer par la théorie et le fonctionnement pratique du soudage mobile de n'importe quelle qualité de titane et d'alliage de titane. Ce n'est qu'après une formation professionnelle et des examens qualifiés que le soudage des tubes d'échange de chaleur en titane et des plaques tubulaires peut être effectué. Et besoin de maîtriser les connaissances de base suivantes : a. Connaissance de base des matériaux métalliques en titane ; b. Connaissance de base des matériaux de soudage (argon) et de son utilisation; c. Connaissance de base du procédé de soudage et connaissance professionnelle du soudage au titane ; ré. Causes courantes, dangers, mesures de prévention et de traitement des défauts de soudage ; e. Connaissance de base des types, de l'utilisation et de l'entretien des équipements de soudage des plaques tubulaires et des instruments de mesure.

6.2. Exigences pour la machine de soudage automatique à l'arc tungstène argon pour plaque tubulaire. (1) La caractéristique d'arc est stable ; (2) L'ajustement actuel est flexible et pratique, et a une bonne répétabilité du processus ; (3) L'actionneur mécanique est flexible en fonctionnement et facile à installer ; (4) Il dispose d'une alimentation en air avancée, d'un arrêt d'air retardé, d'une impulsion, d'un allumage à l'arc sans contact et d'une fonction d'atténuation du courant.

7. Préparation avant de souder la plaque tubulaire

(1) Les soudeurs de plaques tubulaires doivent suivre strictement les réglementations relatives aux procédés de soudage ; (2) L'écart entre la taille de la tige de positionnement centrale du soudeur et le diamètre intérieur du trou du tube élargi est de 0.1 ~ 0.15 mm, et le processus de soudage ne tremble pas ; (3) forme de traitement d'électrode de tungstène, forme de joint de soudure, réglage de l'électrode de tungstène. (4) Lors de l'installation de l'électrode de tungstène, l'électrode de tungstène doit être au centre de la buse du pistolet de soudage et ne doit pas être inclinée ; (5) Lors du soudage, faites toujours attention à la forme de la pointe de la tige de tungstène. Si la pointe de l'électrode de tungstène devient ronde, la direction de l'arc changera. Le cordon de soudure n'est pas lisse et présente des bavures, et l'électrode de tungstène doit être remplacée à ce moment ; (6) Il est strictement interdit d'élargir ou de couper le tuyau lors du soudage d'un côté et de l'autre côté pour assurer la qualité du soudage. Lors du soudage des deux côtés, il est interdit de souder un tube en titane en même temps. (7) Le soudage par saut doit être utilisé lors du soudage, et le soudage doit être rang par rang de bas en haut. (8) La surface de la soudure doit être uniforme, belle et en écailles de poisson. Le renforcement de la soudure ne doit pas être supérieur à 0,5 mm et la largeur de la soudure doit être de 2-2,5 mm ; (9) La surface de la soudure ne doit pas présenter de défauts tels que des fissures, des pores, un manque de fusion et un décalage ; (10) La surface de la soudure doit être en argent. Le blanc ou le jaune clair, le violet, le bleu, le gris, etc. ne sont pas autorisés.

8. Essais non destructifs de la surface de soudure de la plaque tubulaire

Une fois que la surface de soudure a passé l'inspection visuelle, l'inspection de coloration doit être effectuée.

9. essai hydrostatique

Une fois que le contrôle non destructif répond aux exigences de qualité, l'assemblage est effectué. Une fois l'assemblage terminé, le test hydraulique est effectué. La soudure du tube d'échange de chaleur et de la plaque tubulaire n'a pas été trouvée fuyante lors de l'essai hydraulique.

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