Welche Faktoren beeinflussen das Schweißen von Titanplatten?

Beim Schweißen von Titan und Titanlegierungen gelten sehr strenge Schutzanforderungen. Wenn der Kohlenstoffgehalt der Schweißnaht {{0}},55 % beträgt, verschwindet die Plastizität der Schweißnaht nahezu und es entsteht ein sehr sprödes Material. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann diese Sprödigkeit nicht beseitigen. Die nationalen technischen Standardbedingungen schreiben vor, dass der Kohlenstoffgehalt des Titanlegierungsgrundmaterials 0,1 % nicht überschreiten darf und der Kohlenstoffgehalt der Schweißnaht den Kohlenstoffgehalt des Grundmetalls nicht überschreiten darf. In Titanlegierungen gibt es viele Elemente, die einen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften von Titan haben. Kohlenstoff ist eine häufige Verunreinigung in Titan und Titanlegierungen. Wenn der Kohlenstoffgehalt weniger als 0,13 % beträgt, ist der Kohlenstoff tief im Titan verankert und die Schweißnahtfestigkeit ist begrenzt. Es gibt eine gewisse Verbesserung und eine gewisse Abnahme der Plastizität, jedoch nicht so stark wie die Wirkung von Sauerstoff und Stickstoff. Wenn jedoch der Kohlenstoffgehalt der Schweißnaht weiter erhöht wird, erscheint Netzwerk-TiC in der Schweißnaht, und die Anzahl nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt zu, was dazu führt, dass die Plastizität der Schweißnaht stark abnimmt und es unter der Einwirkung leicht zu Rissen kommt der Schweißbeanspruchung.

1. Die Auswirkungen von Kohlenstoff. Während des Schweißprozesses von Titan und Titanlegierungen haben die Flüssigkeitströpfchen und das geschmolzene Metall im Schmelzbad bei Raumtemperatur eine starke Fähigkeit, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff zu absorbieren, und im festen Zustand haben diese Gase mit ihnen interagiert. Mit zunehmender Temperatur erhöht sich auch die Fähigkeit von Titan und Titanlegierungen, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff aufzunehmen, deutlich. Titan beginnt bei etwa 250 Grad Wasserstoff zu absorbieren, bei 400 Grad Sauerstoff und bei 600 Grad Stickstoff. Nachdem das Gas absorbiert wurde, führt es direkt zu einer Versprödung der Schweißverbindung, was ein äußerst wichtiger Faktor für die Schweißqualität ist.

2. Der Einfluss von Wasserstoff. Wasserstoff ist ein Faktor unter den Gasverunreinigungen, der einen gravierenden Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Titan hat. Änderungen im Wasserstoffgehalt der Schweißnaht haben erhebliche Auswirkungen auf die Schlageigenschaften der Schweißnaht. Das in der Schweißnaht ausgeschiedene flockige oder nadelförmige TiH2 nimmt zu. Die Festigkeit von TiH2 ist sehr gering, so dass flockiges oder nadelförmiges HiH2 dazu führt, dass die Schlageigenschaften deutlich reduziert werden; Die Änderung des Wasserstoffgehalts der Schweißnaht hat kaum Auswirkungen auf die Verbesserung der Festigkeit und die Verringerung der Plastizität.

3. Wirkung von Sauerstoff. Die Härte und Zugfestigkeit der Schweißnaht nehmen deutlich zu und der Sauerstoffgehalt der Schweißnaht steigt grundsätzlich linear mit der Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Argongases. Die Plastizität wird deutlich reduziert. Um die Funktionsfähigkeit von Schweißverbindungen sicherzustellen, sollte während des Schweißvorgangs eine Oxidation der Schweißnaht und der Schweißwärmeeinflusszone strikt verhindert werden.

4. Wirkung von Stickstoff. Stickstoff- und Titanplatten reagieren heftig und bilden bei hohen Temperaturen über 700 Grad sprödes und hartes Titannitrid (TiN). Darüber hinaus ist der Grad der Gitterverzerrung, die durch die Bildung einer interstitiellen festen Lösung zwischen Stickstoff und Titan verursacht wird, größer als der Grad, der durch die gleiche Menge an Sauerstoff verursacht wird. Die Folgen sind schwerwiegender. Daher ist Stickstoff für die Verbesserung der Zugfestigkeit und Härte von industriellen Schweißnähten aus reinem Titan und die Verringerung der plastischen Eigenschaften von Schweißnähten von größerer Bedeutung als Sauerstoff. Wenn der Stickstoffgehalt der Schweißnaht über 0,13 % liegt, wird die Schweißnaht übermäßig spröde sein und Risse verursachen.