Legura titanijuma stepena 5 (Ti‑6Al‑4V) je najčešće korišćena + legura titana u industrijskoj i strukturnoj primeni. Iako ima dobru zavarljivost u poređenju sa mnogim legurama visoke čvrstoće, veoma je hemijski reaktivan na povišenim temperaturama, tako da je stroga kontrola procesa neophodna za proizvodnju čvrstih, pouzdanih zavarenih spojeva. Ispod su kritične mjere opreza za zavarivanje legure titanijuma razreda 5.
Prvo, čistoća je ključna.
Titanijum snažno reaguje sa kiseonikom, azotom, vodonikom i ugljenikom na temperaturama zavarivanja, što uzrokuje krtost, poroznost i pucanje. Sve površine-uključujući zavareni spoj, žicu za punjenje i obližnji osnovni materijal-moraju se temeljno očistiti. Ulje, mast, voda, prašina i tečnosti za mašinsku obradu moraju se ukloniti čišćenjem rastvaračem, nakon čega sledi duvanje suvim vazduhom. Kontaminacija od čeličnih alata, čestica gvožđa ili bakra takođe može izazvati defekte, pa se posebno preporučuju alati i pribor za zavarivanje titanijuma.
Drugo, efikasna zaštita od gasa je obavezna.
Za razliku od čelika ili aluminijuma, titanijum zahteva zaštitu ne samo tokom zavarivanja, već i dok se zavar i zona zahvaćena toplotom ne ohlade ispod 300 stepeni. Obično se koristi argon visoke čistoće (99,99% ili više). Prateći štit, velika plinska sočiva ili zatvorena komora se često primjenjuju da pokriju čitavu regiju visokih temperatura. Nedovoljna zaštita dovodi do promjene boje, što ukazuje na apsorpciju atmosferskih plinova i ozbiljan gubitak duktilnosti i žilavosti.
Treće, važna je kontrola ulazne topline i međuprolazne temperature.
Prekomjeran unos topline pospješuje rast zrna u šavu i zoni pod utjecajem topline, smanjujući snagu spoja i performanse zamora. Visoka temperatura između prolaza također povećava rizik od sakupljanja i oksidacije vodika. Općenito, međuprolaznu temperaturu treba održavati ispod 150 stepeni. Poželjni su procesi sa niskim do umjerenim unosom topline kao što su GTAW (TIG), PAW i lasersko zavarivanje. Procesi visokog unosa toplote kao što je zavarivanje pod vodom se retko koriste.
Četvrto, odabir metala za punjenje mora se pravilno uskladiti.
Za većinu strukturalnih zavara, ERTi‑5 dodatni metal (komercijalno čisti titanijum) se često koristi za poboljšanje duktilnosti i smanjenje osjetljivosti na pukotine. Kada je potrebna odgovarajuća čvrstoća, može se koristiti Ti‑6Al‑4V punilo (ERTi‑6Al‑4V), ali je potrebno strožije čišćenje i zaštita kako bi se izbjeglo stvaranje pukotina pri skrućivanju.
Peto, izbjegavanje kontaminacije i problema sa različitim metalima.
Mora se izbjegavati direktan kontakt s ugljičnim čelikom, bakrom, mesingom ili bronzom. Titanijum ima nisku toplotnu provodljivost i visoku tačku topljenja, tako da se zavareni bazeni sporo skrućuju. Nepravilna geometrija ili ograničenje može dovesti do izobličenja zavara i zaostalog naprezanja. Rasterećenje naprezanja nakon zavarivanja može se primijeniti za kritične komponente, ali samo pod potpunom zaštitom inertnog plina.
Konačno, inspekcija nakon zavarivanja i kontrola kvaliteta su od suštinskog značaja.
Vizuelna inspekcija za promjenu boje i poroznost je standardna. Ispitivanje penetrantima boje (PT) ili radiografsko ispitivanje (RT) može se koristiti za kritične primjene. Mehanička ispitivanja, uključujući ispitivanje savijanja i zatezna ispitivanja, potvrđuju da spoj ispunjava zahtjeve duktilnosti i čvrstoće.
Ukratko,Uspješno zavarivanje legure titana razreda 5 oslanja se na ekstremnu čistoću, pouzdanu zaštitu od inertnog plina, kontrolirani unos topline, odgovarajući dodatni metal i strogu procesnu disciplinu. Sa odgovarajućim postupcima, zavareni spojevi mogu pokazati odličnu čvrstoću, duktilnost i performanse korozije.
