קשיים ופתרונות בריתוך סגסוגת טיטניום

טיטניום הוא יסוד כימי מתכתי עם סמל כימי Ti ומספר אטומי 22. סגסוגת טיטניום היא גם חומר מתכת חשוב. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעופה וחלל, ציוד רפואי, תעשייה כימית ותחומים אחרים בגלל משקלו הקל, החוזק הגבוה ועמידותו בפני קורוזיה טובה. עם זאת, בשל המאפיינים המיוחדים של סגסוגות טיטניום, ישנם כמה אתגרים וליקויי ריתוך פוטנציאליים במהלך תהליך הריתוך.

תופעת שבירה:

סגסוגות טיטניום מגיבות בקלות עם חמצן, חנקן, מימן וזיהומים אחרים באטמוספרה בטמפרטורות גבוהות, גורמות להתפרקות בטמפרטורה גבוהה ולהפחתת הפלסטיות והקשיחות של מפרקים מרותכים. כדי למנוע שבירות, יש לשלוט באווירה במהלך הריתוך ובטוהר החומרים המעובדים.

 

סדקים לריתוך:

התרחשותם של סדקי ריתוך בסגסוגות טיטניום קשורה ללחץ ותכולת מימן. לכן, יש לשלוט בלחץ במהלך תהליך הריתוך כדי למנוע התחממות יתר וקירור מהיר של החומר, ולהבטיח שאזור הריתוך יבש ונקי.

 

נקבוביות ריתוך:

במהלך תהליך הריתוך, עקב התגובה בין סגסוגת טיטניום לתחמוצות, נוצרות בקלות נקבוביות ריתוך, ובכך מפחיתות את החוזק והאטימה של המפרק המרותך. שימו לב לשליטה בתכולת החמצן של חומרי הגנת גז ארגון וחומרי ריתוך כדי להבטיח שאזור הריתוך יבש ונקי.

 

1. בחרו את תהליך הריתוך ואת חוט הריתוך המתאים, ובחרו את שיטת הריתוך המתאימה בהתאם לחומר ולזיהומים של מתכת הבסיס מסגסוגת טיטניום.

 

2. השתמשו בגז מגן איכותי כדי להבטיח שהטוהר לא יפחת מ-99.99%.

 

3. נקו ועבדו היטב את המתכת הבסיסית וחוט הריתוך לפני הריתוך כדי למנוע סדקים ושכבות ביניים.

 

4. במהלך תהליך הריתוך, יש לנקוט באמצעי הגנה מתאימים לגז ארגון עבור הבריכה המותכת והאזור המושפע מהחום של הריתוך כדי להבטיח את איכות הריתוך.

טיפול פני השטח: טיפול פיזי של משטח סגסוגת טיטניום, כולל התזת חול, התזת זריקות והברקה, להסרת לכלוך פני השטח ושכבת תחמוצת. זה משפר את האיכות והאמינות של הריתוך.

 

טיפול כימי: השתמש בכימיקלים כגון חומצות ואלקליות כדי להמיס ולהסיר לכלוך ותחמוצות על פני השטח של סגסוגות טיטניום. טיפולים כימיים עוזרים לשפר את האיכות והמאפיינים של מפרקים מרותכים.

 

נקי ויבש: ודא שאזור הריתוך יבש ונקי כדי למנוע פגמים כגון נקבוביות. השתמש בתנורי ייבוש או בציוד חימום בצורה נכונה כדי להבטיח טמפרטורה ולחות מתאימות בסביבת הריתוך.

ריתוך קשת פלזמה: חימום והיתוך סגסוגות טיטניום באמצעות קשת פלזמה בעלת אנרגיה גבוהה, בדרך כלל באמצעות קשת DC. לריתוך קשת פלזמה יש צפיפות אנרגיה גבוהה ומהירות ריתוך מהירה, והוא מתאים ללוחות סגסוגת טיטניום עבים יותר וחלקי ריתוך גדולים.

 

ריתוך קשת טונגסטן בגז (ריתוך GTAW): שיטת ריתוך קשת המשתמשת באלקטרודת טונגסטן שאינה נמסה לריתוך. בעת ביצוע ריתוך GTAW, אזור הריתוך מוגן מפני זיהום אטמוספרי באמצעות גז מגן (בדרך כלל גזים אינרטיים כגון ארגון), ובדרך כלל משתמשים בהלחמה (מתכת מילוי) במקביל.

 

ריתוך קשת מתכת (ריתוך MIG): שיטת ריתוך חצי אוטומטי או אוטומטי לחלוטין המשתמשת בגז ארגון להגנה על אזור הריתוך. ריתוך MIG קל לתפעול ומתאים לריתוך לוחות סגסוגת טיטניום עבים וחלקי מבנה גדולים.

 

ריתוך קשת טונגסטן (ריתוך TIG): אלקטרודת הטונגסטן משמשת ליצירת קשת לחימום והמסת סגסוגת הטיטניום, ואזור הריתוך מוגן על ידי גז ארגון. לריתוך TIG איכות ריתוך ויכולות בקרה גבוהות, והוא מתאים לצלחות דקות ולריתוך מדויק.

 

ריתוך קרן אלקטרונים בוואקום: שימוש בקרני אלקטרונים כדי לחמם ולהמיס סגסוגות טיטניום בתנאי ואקום. לריתוך קרן אלקטרונים בוואקום יש מהירות ריתוך גבוהה ואיכות ריתוך גבוהה, והוא מתאים לחלקי מבנה מסגסוגת טיטניום עבים יותר.