Grad 5 titanlegering (Ti‑6Al‑4V) er den mest brukte + titanlegeringen i industrielle og strukturelle applikasjoner. Selv om den har god sveisbarhet sammenlignet med mange høyfaste legeringer, er den svært kjemisk reaktiv ved høye temperaturer, så streng prosesskontroll er avgjørende for å produsere solide, pålitelige sveisede skjøter. Nedenfor er de kritiske forholdsreglene for sveising av grad 5 titanlegering.
For det første er renslighet avgjørende.
Titan reagerer sterkt med oksygen, nitrogen, hydrogen og karbon ved sveisetemperaturer, noe som forårsaker sprøhet, porøsitet og sprekker. Alle overflater-inkludert sveiseskjøten, fylltråden og nærliggende grunnmateriale-må rengjøres grundig. Olje, fett, vann, støv og maskinvæsker må fjernes med løsemiddelrengjøring, etterfulgt av tørr luftblåsing. Forurensning fra stålverktøy, jernpartikler eller kobber kan også indusere defekter, så dedikerte titansveiseverktøy og -inventar anbefales på det sterkeste.
For det andre er effektiv gassskjerming obligatorisk.
I motsetning til stål eller aluminium, krever titan beskyttelse ikke bare under sveising, men også til sveisen og den varmepåvirkede sonen avkjøles under 300 grader. Vanligvis brukes argon med høy renhet (99,99 % eller høyere). Et etterfølgende skjold, en stor gasslinse eller et lukket kammer brukes ofte for å dekke hele høytemperaturområdet. Utilstrekkelig skjerming fører til misfarging, noe som indikerer absorpsjon av atmosfæriske gasser og alvorlig tap av duktilitet og seighet.
For det tredje er kontroll av varmetilførsel og interpass-temperatur viktig.
Overdreven varmetilførsel fremmer kornvekst i sveisen og den varmepåvirkede sonen, og reduserer leddstyrken og utmattelsesytelsen. Høy interpass-temperatur øker også risikoen for hydrogenopptak og oksidasjon. Generelt bør interpass-temperaturen holdes under 150 grader. Lav til moderat varmetilførselsprosesser som GTAW (TIG), PAW og lasersveising er foretrukket. Høy varmetilførselsprosesser som neddykket buesveising brukes sjelden.
For det fjerde må valg av fyllmetall matches riktig.
For de fleste strukturelle sveiser brukes ofte ERTi-5 tilsatsmetall (kommersielt rent titan) for å forbedre duktiliteten og redusere sprekkfølsomheten. Når matchende styrke er nødvendig, kan Ti-6Al-4V fyllstoff (ERTi-6Al-4V) brukes, men strengere rengjøring og skjerming er nødvendig for å unngå sprekker i størkning.
For det femte, unngåelse av forurensning og ulik metallproblemer.
Direkte kontakt med karbonstål, kobber, messing eller bronse må unngås. Titan har lav varmeledningsevne og høyt smeltepunkt, så sveisebassenger stivner sakte. Feil geometri eller tilbakeholdenhet kan føre til sveiseforvrengning og gjenværende spenning. Spenningsavlastning etter sveising kan brukes for kritiske komponenter, men kun under full beskyttelse mot inertgass.
Til slutt er ettersveiseinspeksjon og kvalitetskontroll avgjørende.
Visuell inspeksjon for misfarging og porøsitet er standard. Dye penetrant testing (PT) eller radiographic testing (RT) kan brukes for kritiske applikasjoner. Mekanisk testing, inkludert bøyetester og strekkprøver, verifiserer at skjøten oppfyller krav til duktilitet og styrke.
Oppsummert,vellykket sveising av grad 5 titanlegering er avhengig av ekstrem renslighet, pålitelig inertgassskjerming, kontrollert varmetilførsel, passende fyllmetall og streng prosessdisiplin. Med riktige prosedyrer kan de sveisede skjøtene vise utmerket styrke, duktilitet og korrosjonsytelse.
