チタン合金の高品質溶接の主要技術-

チタン合金は、高温で酸素、窒素、水素などのガスに対して高い活性を持ち、これらの元素は溶接部に侵入すると脆い酸化物、窒化物、水素化物を形成し、その結果、接合部の塑性靭性が低下し、亀裂を誘発します。したがって、溶接プロセス全体は不活性ガスの保護下で実行する必要があります。

- 局所的な保護: -直径の大きな溶接ガン ノズルを使用して、アルゴン ガスが溶接池と隣接する熱の影響を受けるゾーンを確実にカバーします。-空気の巻き込みを引き起こす乱流を避けるために、空気の流れは滑らかで均一でなければなりません。

-背面保護: 溶接後は、高温酸化を防ぐため、溶接部と熱の影響を受ける部分の温度が 200 度未満に低下するまで、刈り取りフードを使用してアルゴン保護を続けます。-

-背面の保護: 中型および厚板の突合せ溶接の場合は、背面にエアクッションまたはアルゴン保護を取り付けて、両面成形領域が汚染されていないことを確認する必要があります。-

シールドガスの純度は 99.99% 以上、露点は -50 度未満、保護エリア内の空気流量は厳密に制御する必要があります。

チタン合金は熱伝導率が低いため、溶接熱が蓄積すると熱影響部に粗粒が発生しやすくなり、亀裂が発生しやすくなります。{0}}溶接入熱と冷却速度は強制冷却によって制御する必要があります。

- 水冷銅製バッキング プレート-: 冷却シンクを備えた銅製バッキング プレートが溶接部の背面に設置され、熱の排出を促進し、高温滞留時間を制限します。

-層間の温度を制御する: 複数の層を複数のパスで溶接する場合、過熱した組織の形成を避けるために、層間の温度を 150 度未満に制御する必要があります。

- 最適化された溶接パラメータ: 低入熱を使用して、溶け込みを確保しながら熱影響部の幅を狭めます。-

溶接材料のマッチング

溶接ワイヤの組成は母材と一致するか、母材と同様である必要があり、ER Ti-6Al-4V などの適合グレードが推奨されます。高い靭性が必要な接合部の場合、強度をわずかに低くし、可塑性を向上させることで耐亀裂性を向上させることができます。

溶接方法の選択

-タングステン不活性ガスシールド溶接（GTAW/TIG）: 薄板、中厚板、厚板に適しており、アークが安定しており、高品質の溶接が容易に実現できます。-入熱をさらに低減するには、パルス TIG 溶接をお勧めします。

-プラズマ アーク溶接 (PAW): 集中した熱源と高い溶接効率を備え、中厚板および厚板に適しています。アルゴン-水素混合物を使用する場合は、水素によるクラックを防ぐため、水素含有量を5%以下に厳密に管理する必要があります。

-レーザー/電子ビーム溶接: 熱影響部が狭く、変形が小さい精密部品に適しています。{1}}ただし、高真空または保護雰囲気下で行う必要があるため、設備コストが高くなります。

関節の洗浄と治療

溶接の前に、継手および溶接ワイヤの表面の酸化スケール、グリース、水分およびその他の汚染物質を完全に除去する必要があります。次の手順をお勧めします。

- 機械的洗浄: ステンレス鋼のワイヤー ブラシまたはフライス盤を使用して酸化膜を除去します。

- 化学洗浄: 硝酸 + フッ化水素酸溶液で酸洗し、脱イオン水ですすぎ、乾燥します。

- アセトンまたはアルコールのスキム。

二次汚染を避けるため、洗浄後は 4 時間以内に溶接を完了する必要があります。

組立およびガス保護検査

アセンブリのギャップは厳密に管理する必要があり、通常は 0.5 mm 以下です。溶接前にガスが事前に放電され、シールド ガスが溶接領域を覆い、気流が均一になるようにします。-煙テストまたは酸素検知器を使用して、保護効果を検証できます。

溶接環境管理

溶接は、周囲の湿気がアーク領域に侵入するのを避けるために、相対湿度が 60% 未満に制御された、清潔で風のない特別な場所で実行する必要があります。