Proces zavarivanja legure titanijuma
Titanijum i legure titanijuma su inženjerski strukturni materijali sa nizom odličnih svojstava kao što su niska gustina, visoka čvrstoća, dobra otpornost na toplotu i visoka žilavost. Relevantne informacije to pokazuju primjena titanijuma visokih performansi i legura titana u vazduhoplovnoj industriji čini oko 70% ukupne proizvodnje titanijumskih materijala. Trenutno se avioni visokih performansi i napredni motori, kao što su diskovi kompresora, lopatice kompresora, lopatice ventilatora i magazini proizvode od legura titanijuma. Primena legure titanijuma u avionu i njegovim motorima i sl. neizbežno zahteva upotrebu sredstava za zavarivanje za spajanje, stoga proces zavarivanja legure titanijuma igra važnu ulogu u širenju primene legure titanijuma.
Zavarivanje legura titanijuma elektronskim snopom
Zavarivanje elektronskim snopom sada se sve više koristi u zavarivanju titanijumskih legura. Zavarivanje elektronskim snopom je nova tehnika zavarivanja koja koristi toplotnu energiju generisanu konvergentnim bombardovanjem elektrona velike brzine spojeva radnog komada za zagrevanje, topljenje, hlađenje i kristalizaciju zavarenog šava.
Vakuumsko zavarivanje elektronskim snopom. Budući da se proces zavarivanja odvija u vakuumskom okruženju, eliminiše se uticaj vazduha na namotaj zavara, pa je zavar dobro zaštićen. Zagađenje atmosfere može se u potpunosti spriječiti, a lako je dobiti zavareni šav višeg kvaliteta nego u okruženju bez vakuuma. Vakuumsko zavarivanje titanijuma i legura titanijuma elektronskim snopom ima jedinstvene prednosti, kao što pokazuje dobar kvalitet metalurgije šava zavarivanje uskog šava, šav i veličina zrna pod uticajem toplote, dobre performanse spoja brzo zavarivanje. Većina zrna nastalih nakon zavarivanja elektronskim snopom su jednoosni kristali [i], a zavareni spoj ima višu temperaturu.
Budući da zavarivanje elektronskim snopom u vakuumu zahtijeva vakuumsku komoru, općenito nije pogodno za zavarivanje na otvorenom kao ni za zavarivanje obradaka velikih dimenzija, a zavar je sklon poroznosti, što nije prikladno za masovnu proizvodnju.
Lasersko zavarivanje titanijumskih legura
Lasersko zavarivanje je visokoefikasna i precizna metoda zavarivanja koja koristi laserski snop visoke gustine kao izvor topline. Prednosti laserskog zavarivanja su visoka gustoća energije, mala termička deformacija, mogućnost fokusiranja, beskontaktna obrada, duboka penetracija, visoka efikasnost, visoka preciznost, uska zona utjecaja topline i visoka prilagodljivost.
Lasersko zavarivanje može zavariti metale sa visokim tačkama topljenja, teško topljive i teške za zavarivanje, uz visok stepen automatizacije i fleksibilnosti, i generalno ne zahteva vakuum studio. Lasersko zavarivanje ima efekat pročišćavanja rastopljenog bazena, koji može pročistiti metal šava, a mehanička svojstva vara su jednaka ili bolja od osnovnog materijala. Na osnovu brojnih prednosti laserskog zavarivanja, to je jedna od naprednih proizvodnih tehnologija 21. veka, koju cene zemlje širom sveta i koja se široko koristi u vazduhoplovstvu, automobilskoj proizvodnji, elektronici i lakoj industriji. Kinesko lasersko zavarivanje na naprednom svjetskom nivou, te u niz domaćih istraživačkih projekata u avijaciji u proizvodnji prototipa i proizvoda, sa širokim spektrom mogućnosti primjene.
Lasersko zavarivanje ima i svojih nedostataka, njegova prodorna moć nije jaka kao kod zavarivanja elektronskim snopom, pa je debljina ploče koja se može zavariti vrlo ograničena. Troškovi laserskih sistema za zavarivanje obično su veći od onih za konvencionalnu opremu za zavarivanje, ali visoka produktivnost i visok kvalitet laserskog zavarivanja više nego kompenzuju ovaj nedostatak, čineći sisteme laserskog zavarivanja tehnički i ekonomski vrlo konkurentnim.
Lemljenje legura titanijuma
Lemljenje je takođe efikasna metoda spajanja u proizvodnji komponenti legure titanijuma, koja se uglavnom koristi u proizvodnji složenih struktura od legura titanijuma, kao što su strukture saća [ii], mali vazdušni precizni delovi, itd. Lemljenje je proces koji koristi metal materijal sa nižom tačkom taljenja od osnovnog materijala kao materijal za lemljenje, zagreva lem i materijal za lemljenje na temperaturu veću od tačke taljenja materijala za lemljenje i nižu od temperature topljenja osnovnog materijala, i koristi tečno lemljenje materijal za navlaživanje osnovnog materijala, popunjavanje otvora u spoju i difuziju sa osnovnim materijalom kako bi se ostvarilo spajanje lema. Zbog visokotemperaturne aktivnosti titanijuma, lemljenje se uglavnom izvodi pod vakuumom ili sui generis gasnom zaštitom.
Lemljenje se široko koristi u zavarivanju legura titanijuma, ali lemljenje se obično koristi samo za zavarivanje malih komponenti tankih zidova i nije pogodno za zavarivanje velikih debljina legura titanijuma.
Zahvaljujući odlične karakteristike titanijumskih legura, imat će širu perspektivu primjene u svemirskom polju, ali razvoj tehnologije zavarivanja predstavlja novi izazov, razvoj naprednog procesa zavarivanja legura titanijuma će također uvelike promovirati primjenu titanijumskih legura u području zrakoplovstva.
