Bagaimana Mencegah Retak pada Pengelasan Paduan Titanium?

Paduan titanium telah menjadi material utama-bidang kelas atas seperti dirgantara, teknik kelautan, dan perangkat medis karena kekuatan spesifiknya yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, dan biokompatibilitas. Namun pada saat proses pengelasan,paduan titaniummempunyai potensi risiko cacat retak. Masalah ini mempengaruhi sifat mekanik dan keamanan servis komponen, sehingga membatasi penerapannya secara luas dalam skenario manufaktur struktur yang kompleks.

 

 

Sifat fisik dan kimia paduan titanium menentukan kekhasan proses pengelasannya. Terjadinya keretakan merupakan akibat gabungan dari sifat material itu sendiri dan faktor proses pengelasan. Retakan panas adalah keruntuhan antar butir pada suhu tinggi; retakan dingin adalah ancaman utama dari retakan yang disebabkan oleh hidrogen-; memanaskan kembali retakan adalah bahaya tersembunyi selama perawatan penuaan.

 

 

Menanggapi mekanisme retakan pengelasan pada paduan titanium, teknologi pencegahan retak harus dijalankan melalui seluruh proses "pra-persiapan pengelasan - proses pengelasan - pasca-perawatan pengelasan".

 

(I) Pra-Persiapan pengelasan

Inti dari persiapan pra-pengelasan adalah mengurangi masuknya pengotor dan konsentrasi tegangan, serta menciptakan kondisi stabil untuk proses pengelasan.

• Pemilihan Logam Dasar dan Bahan Pengisi: Pilih kabel pengisi dengan komposisi yang serasi. Untuk paduan titanium-berkekuatan tinggi, boron dan zirkonium dapat ditambahkan untuk menghaluskan butiran; menggiling/acar untuk menghilangkan kerak oksida, noda minyak dan kotoran lainnya pada permukaan logam dasar dan kabel pengisi, dan menyelesaikan pengelasan dalam waktu 4 jam setelah perawatan.

 

• Desain Sambungan dan Pemrosesan Alur: Lebih menyukai sambungan pantat dengan sudut alur, permukaan akar, dan celah; gunakan metode pengerjaan dingin seperti penggilingan untuk pemrosesan alur, dan pemotongan termal dilarang.

 

• Kontrol Lingkungan Pengelasan: Beroperasi di bengkel tertutup dengan suhu dan kelembaban tertentu; untuk komponen penting, siapkan gudang pelindung dan gunakan peralatan dehumidifikasi dan-tahan debu untuk mencegah kelembapan dan debu memasuki kolam cair.

 

(II) Proses Pengelasan

Proses pengelasan merupakan mata rantai inti pencegahan keretakan. Penting untuk mencapai kontrol yang tepat terhadap kumpulan lelehan dan-zona yang terkena dampak panas melalui pemilihan metode pengelasan, optimalisasi parameter proses, dan peningkatan perlindungan.

 

• Metode Pengelasan Pilihan: Prioritaskan metode dengan energi terkonsentrasi dan masukan panas yang terkendali. Gunakan pengelasan TIG untuk pelat tipis (Kurang dari atau sama dengan 10mm) dan pengelasan PAW untuk pelat sedang dan tebal; untuk-bidang kelas atas seperti dirgantara, pengelasan EBW dan LBW lebih disukai (sangat bagus namun berbiaya tinggi), dan pengelasan busur manual sangat dilarang.

 

 

• Optimalisasi Parameter Proses: Intinya adalah mengontrol masukan panas dan laju pendinginan. Arus: 50-80A untuk pelat tipis, 100-150A untuk pelat sedang dan tebal; tegangan: 10-15V; kecepatan: 5-10mm/s; suhu interpass untuk pengelasan multi-layer Kurang dari atau sama dengan 100 derajat.

 

• Tindakan Perlindungan yang Ditingkatkan: Gunakan argon murni aliran tinggi-dengan kemurnian lebih besar dari atau sama dengan 99,99%, dilengkapi dengan pelindung belakang (untuk menjaga lapisan las tetap dingin di bawah 400 derajat ) dan pelindung belakang (argon back blow; untuk pengelasan pipa, isi pipa dengan argon sebelum pengelasan hingga kandungan oksigennya mencukupi<0.01%). It is normal to observe the molten pool showing silvery white; stop welding for treatment if it is blue-purple.

 

(III) Perawatan Pasca-pengelasan

Perawatan pasca-pengelasan dapat menghilangkan tegangan sisa dan mengurangi kandungan hidrogen, sehingga mencegah retakan dingin dan retakan panas ulang. Proses intinya adalah sebagai berikut:

 

1. Pasca-Perawatan Dehidrogenasi pengelasan

Berlaku untuk komponen paduan titanium yang rentan terhadap keretakan dingin, terapkan segera setelah pengelasan: tahan pada suhu 200–250 derajat selama 2–4 ​​jam untuk mendorong difusi dan pengendapan hidrogen, serta menghambat keretakan dingin.

 

2. Anil Penghilang Stres

Proses: tahan pada suhu 550–650 derajat selama 1–2 jam, dinginkan dengan tungku hingga di bawah 300 derajat, lalu dinginkan dengan udara. Ini dapat menghilangkan lebih dari 80% tegangan sisa, memperbaiki struktur mikro dan meningkatkan sifat mekanik.

Untuk-paduan titanium yang mengalami pengerasan karena usia, kombinasi anil + penuaan harus digunakan untuk menghindari retakan akibat pemanasan ulang.

 

3. Perawatan dan Inspeksi Permukaan Jahitan Las

Giling untuk menghilangkan manik-manik las, percikan dan kerak oksida, dan periksa retakan permukaan;

Gunakan pengujian ultrasonik (UT, sensitivitas Lebih besar dari atau sama dengan Φ2mm datar-setara lubang bawah) dan pengujian penetran (PT, tidak ada cacat linier) untuk mendeteksi cacat internal/permukaan;

Retakan harus dihilangkan dengan penggilingan mekanis, dan-pengelasan ulang sesuai dengan proses aslinya serta-pemeriksaan ulang diperlukan jika diperlukan.

 

 

Kecuali langkah-langkah teknis, sistem kendali kualitas yang baik adalah kunci pencegahan retak.

 

• Spesifikasi Prosedur Pengelasan (WPS)

Melakukan uji proses untuk berbagai tingkat paduan titanium (Gr2, Gr5) dan bentuk sambungan untuk menentukan parameter optimal; konstruksi tanpa evaluasi sangat dilarang.

 

• Manajemen Tukang Las

Tukang las harus memiliki kualifikasi khusus untuk pengelasan paduan titanium dan memahami kekhasan dan persyaratan pencegahan retak dari pengelasan paduan titanium.

 

• Keterlacakan-seluruh proses

Catat kumpulan logam dasar dan kawat pengisi, parameter pengelasan, perawatan pasca-pengelasan, dan hasil deteksi cacat selama proses berlangsung untuk mencapai ketertelusuran masalah yang akurat.