Plasmaschweißen von Titanrohren
Do you know what elements are called "super materials"? In fact, this element is the 9th most abundant element and the 7th most abundant metal found in the Earth's crust, and it is titanium. The origin of the name can be traced back to Titan (son of the goddess of the earth in Greek mythology). Titanium is a low-density (a little over half that of steel) and high-strength metal with great corrosion resistance. Therefore, it is often referred to as a "superhero". Just for the record, it must have been surprising to you that it wasn't discovered until 1791.
Es gibt viele Techniken zum Schweißen von Titan und Titanlegierungen unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken, wie z. B. Plasmaschweißen. Ebenso müssen Sie gehört haben, dass Titanrohre wegen ihrer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, geringen Dichte, hohen Zähigkeit und vielen anderen hervorragenden Eigenschaften beliebt sind. Mit Aluminium oder Vanadium legiert können Titanrohre eine höhere Festigkeit aufweisen und gleichzeitig ihre Gewichtsvorteile beibehalten. Diese Aspekte machen es weltweit zum Material der Wahl für den Schiffbau, die Luft- und Raumfahrt (kommerzielle und militärische Flugzeuge) und die chemische Industrie.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
Was ist Plasmaschweißen?
Plasmaschweißen bezieht sich auf eine Flüssiglichtbogenschweißtechnologie. Das Werkstück wird geschmolzen, indem ein hochenergetisches, thermisch ionisiertes Gas namens Plasma zugeführt wird und zwischen der Wolframelektrode (nicht -) und dem Werkstück ein Lichtbogen entsteht. Das Arbeitsprinzip des Plasmalichtbogenschweißens ist das thermische Schneiden, das eine -Hochleistungs-Gleichstromversorgung erfordert. Lichtbogentemperaturen können bis zu 33,000 Grad erreichen, während niedriger Druck, hohe Temperatur und hohe Wärmekonzentration mit Schutzgas aufrechterhalten werden. Darüber hinaus wird der Schweißprozess von Ausrüstung, Techniken und ordnungsgemäßen Tests begleitet, um eine gute Schmelz- oder Schweißqualität sicherzustellen.
Warum es zum Schweißen von Titanrohren verwenden?
Das Schweißen von Titanrohren kann ziemlich kompliziert sein, da das Material bei erhöhten Temperaturen sehr reaktiv wird und je nach enthaltenen Verunreinigungen auch die gesamte Schweißnahtintegrität negativ beeinflussen kann. In dieser Situation kann sich jedoch das Plasmalichtbogenschweißen als nützlich erweisen. Der Grund dafür ist, dass das Plasmalichtbogenschweißen einen geringeren Wärmeeintrag, schnellere Schweiß- und Verfahrgeschwindigkeiten und ein höheres Maß an metallurgischer Qualität als zuvor verwendete Wolfram-Inertgas-Schweißtechniken aufweist.
Welche Rohrgröße können Sie schweißen?
Schlüssellochmodus und Fusionsmodus sind zwei unterschiedliche Betriebsmodi, die beim Plasmalichtbogenschweißen verwendet werden. Der Kleinlochmodus wird bei höheren Plasmagasdurchflussraten und Lichtbogenströmen verwendet, wenn der Plasmastrahl die Verbindung durchdringen kann, nachdem er das geschmolzene Metall verdrängt und die kleinen Löcher gebildet hat. Dieses Modell kann für alle handelsüblichen Metalle verwendet werden, einschließlich Titanrohre zwischen 1,6 mm und 13 mm.
Der Schweißmodus hingegen kann bequem bei niedrigeren Lichtbogenströmen für Titanrohre und andere handelsübliche Metalle mit einer Dicke von 0,050 mm bis 3,2 mm in einem einzigen Durchgang verwendet werden. Gleichzeitig eignet sich der Multi--Schmelzmodus für Dicken über 6,4 mm. Stattdessen können Dicke und Dickenbereiche je nach verwendetem Metall variieren. Füllstäbe werden im Wesentlichen zum Schweißen dicker Materialien verwendet, sodass Sie problemlos große Metalldicken schweißen können.
Was ist Schweißmaterial?
Das Schweißmaterial, das Sie hier verwenden, ist Titanrohr. Da jedes Element seine eigenen einzigartigen mechanischen und chemischen Eigenschaften hat, variieren die Techniken oder Schritte je nach verwendetem Metall, um die Qualität der Schweißnaht sicherzustellen. Hier sind einige theoretische Eigenschaften, die Titanrohre bieten:
Schweißeigenschaften von Titan
Welche Art von Maschine wird verwendet?
Sie fragen sich vielleicht, welche Art von Ausrüstung und Maschinen für das Plasmalichtbogenschweißen verwendet werden. Die Technologie verwendet Stromquellen mit niedriger Dichte, Generatoren (Hochfrequenz), Schweißbrenner, Elektroden (keine- Verbrauchsmaterialien), Plasma- und Schutzgasregler, Fülldraht- oder Kabelzuführungen, Drahtbürsten usw.
Darüber hinaus sind die beim Plasmalichtbogenschweißen verwendeten Schweißgeräte entweder Gleichstrom oder Wechselstrom. Beachten Sie, dass Gleichstrommotoren eine hervorragende Leistung erbringen können, da die bereitgestellte Wärme aufgrund des Gleichstroms steuerbar ist. Obwohl sie kostengünstig-effektiv sind, sind AC-Schweißer nicht von bester Qualität, da sie Wechselstrom verwenden, sodass die übertragene Wärmemenge im Laufe der Zeit variiert.
Was könnte schiefgehen?
Several factors can affect the weldability of titanium tubing. As you know, the titanium tube is heated during welding, so at temperatures above 500-600 degree , it is more likely to combine with oxygen, nitrogen, carbon or hydrogen present in the air, resulting in a decrease in mechanical properties such as the metal's Ductility and toughness. Other welding defects include porosity, slag inclusions, undercuts, incomplete fusion and incomplete penetration. All of these failures can occur during the welding process and can affect the quality of the weld.
Was ist eine Qualitätsschweißnaht?
Wenn Sie eine hochwertige Schweißnaht erhalten möchten, müssen Sie verstehen, was eine hochwertige Schweißnaht ist. Nachfolgend erwähnen wir hier einige grundlegende Anforderungen für die Bezeichnung einer Verbindung als Qualitätsschweißnaht.
Das Produkt wird entsprechend der Designgröße genau fertiggestellt.
Dieses Produkt bietet die erforderliche Festigkeit und Funktionalität.
Das Aussehen der Schweißnaht erreicht das erforderliche Niveau.
Perlen enthalten keine Verformungen, Risse oder Löcher.
Die Festigkeit der Schweißverbindung wird als gleich der Festigkeit des Grundmetalls angesehen.
Das Verhältnis zwischen Verbindungseffizienz, Schweißverbindungsfestigkeit und Grundmetallfestigkeit kann als Verbindungseffizienz =Schweißverbindungsfestigkeit/Grundmetallfestigkeit ausgedrückt werden.
Wie kann die Qualität der Schweißnaht sichergestellt werden?
Beim Einsatz von Titanrohren als Schweißmaterial ist die Qualität in wenigen Schritten garantiert. Diese können die folgenden Schritte umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Tragen Sie Methylethylketon durch ein fusselfreies- Tuch auf, um Oberflächenverunreinigungen (Öl, Schmutz, Staub und Rost) von Titanrohren zu entfernen. Lassen Sie das Lösungsmittel vollständig verdunsten.
Entfernen Sie Zunder, der, wenn er nicht entfernt wird, zu schwächeren Schweißnähten führt. Dazu können Sie eine Hartmetallfeile oder ein Hartmetall-Entgratwerkzeug verwenden.
Sie wissen, dass das Titanrohr vollständig mit Schutzgas bedeckt sein muss, damit Sie reines Argon verwenden können. Für eine gute Durchdringung ist jedoch eine Mischung aus Argon-Helium 75/25 am besten geeignet. Übrigens können auch Stickstoff und Wasserstoff in die Mischung eingeschlossen werden.
Füllmetall wird bevorzugt, wenn die Titanrohrdicke 0 0,010 Zoll überschreitet. Achten Sie darauf, dass der Schweißzusatz die gleichen Eigenschaften wie der Grundwerkstoff haben sollte.
Auch der Einfluss der mit dem Schweißprozess verbundenen Heiz-/Kühlzyklen auf die mechanischen Eigenschaften des Titanrohrs sollte berücksichtigt werden.
Hochwertige Schweißnähte können mit Flachschweißen erzielt werden, das für alle Lichtbogenschweißtechniken empfohlen wird und hochwertige Schweißnähte bei hohen Auftragsraten gewährleistet. Es führt auch zu einem größeren Schmelzbad, was zu langsameren Erstarrungs- und Abkühlungsgeschwindigkeiten führt, wodurch Gas aus dem Ensemble entweichen kann und letztendlich die Porosität gehemmt wird.
Ein weiterer Punkt, den Sie berücksichtigen müssen, ist die Rohrdicke. Mit zunehmender Rohrdicke werden die Verbindungsparameter kritischer. Daher sind die richtige Fasentiefe auf beiden Seiten der Verbindung und der Padbereich zwischen den Fasen für die Qualität des Lötens verantwortlich.
Wie werden Schweißnähte geprüft?
Schweißnähte werden mit geeigneten Techniken unter streng kontrollierten Umgebungsbedingungen getestet. NDT (Non- Destructive Testing) wird häufig zur Bewertung von Schweißnähten eingesetzt und umfasst typischerweise Prüfungen wie Sichtprüfung, Magnetpulverprüfung, Eindringmittel, Wirbelstrom, Schallemission, Ultraschall und Radiographie. Untersuchen Sie die Schweißnähte auf gleichmäßige Verteilung des Schweißmaterials, keine Kontamination, keine Porosität, dichte Verbindungen, Auslaufsicherheit und ausreichende Festigkeit. Schweißverbindungen werden gemäß den in einem der obigen Abschnitte genannten Normen geprüft.
letzte Worte
Titanrohre werden in einer Vielzahl von High-- und Präzisionsindustrien kommerziell eingesetzt. Daher ist das Verständnis seiner Lötbarkeit von entscheidender Bedeutung. Daher werden viele Schweißverfahren zum Schweißen von Titanrohren verwendet, wie GTAW, GMAW, LBW, RW und EBW, um nur einige zu nennen. Plasmabogen- oder Plasmaschweißen gehört ebenfalls dazu und ist eine häufig verwendete Technik beim Schweißen von Titanrohren. Die Grundprinzipien dieses Prozesses sind für alle Metalle gleich. Es gibt jedoch einige Methoden und Techniken, die je nach Schweißmaterial variieren, um eine gute Schweißqualität sicherzustellen.
