Titan er 45 % lettere enn stål, 60 % tyngre enn aluminium, og mer enn tre ganger sterkere enn begge. Selv om det er mye dyrere enn mange andre metaller, tilbyr det høyere korrosjonsmotstand, lavere livssykluskostnader, lengre levetid og lavere vedlikeholds- og vedlikeholdskostnader. Vanlige bruksområder inkluderer militær, romfart, marine, kjemisk, kraftproduksjon, olje- og gassutvinning og medisinsk utstyr.
Titan er et reaktivt metall som lett interagerer med oksygen, er utsatt for oksidativ forurensning og er vanskelig å sveise. Imidlertid kan nøye forberedelser, konsekvent teknikk og omfattende øvelse oppnå en vellykket sveis.
Sveising av titan
Renslighet er viktig
Sveising av titansveisede rør krever ekstremt rent basismetall, tilsatsmetall og sveisemiljøet må være perfekt. Sveiser som gnir bodylotion som håndkremer, fett fra støpe- og strekkprosesser, butikkstøv, maling, skitt, skjærevæsker og smøremidler kan alle bidra til sprøhet og sveisesvikt.
Rengjør arbeidsområdet, fjern all slags rusk, og sørg for at du velger et sted med lav luftstrøm og prøv å holde miljøet så vindfritt som mulig for å unngå å forstyrre beskyttelsesgassen under sveising. Rengjør deretter oljen fra påfyllingsstangen og basismetallet: Bruk nitrilhansker spesielt utviklet for dette formålet for å forhindre at håndkrem på operatørens hender eller olje festet til andre hender gnis mot titanrøret som skal sveises. Methyl Ethyl Ketone (MEK) påføres deretter en ren lofri klut og titanet tørkes for å fjerne eventuelle gjenværende overflateforurensninger. Plasser på dette punktet påfyllingsstangen i en forseglet beholder for å forhindre ytterligere forurensning.
Fjern oksidlaget som dannes ved reaksjonen mellom titan og oksygen på røroverflaten før sveising. Dette oksidlaget gir titan med betydelig korrosjonsbestandighet. Det må imidlertid fjernes før sveising fordi det smelter ved temperaturer høyere enn titan og kan komme inn i det smeltede sveisebassenget og skape inneslutninger som svekker mellomlaget.
Enten en formsliper med et karbidavgradingsverktøy eller en karbidfil spesielt for titan vil gjøre en bedre jobb med å fjerne oksidlaget fra sveisede skjøter. Det anbefales å ikke bruke fløyel og slipemidler. På grunn av forurensning. Husk å bruke lav slipehastighet for å unngå overoppheting. Etter at oksidlaget er slipt av, tørk fugen over igjen med en klut fuktet med MEK eller aceton. Noen løsemidler har et lavt flammepunkt og løsningsmidlet må være fullstendig fordampet før det treffer lysbuen.
Montering er sannsynligvis viktigere for titanrør enn for noe annet metallrør, da det er avgjørende å hindre oksygen i å komme inn i sveisen. Skjøten skal være firkantet (ingen v-formede hull skal dannes) for å redusere mengden varme og sveisemetall som kreves for å fylle skjøten, noe som igjen reduserer potensialet for brannskader og forurensning.
Klem delen på en posisjonsholder eller benk for å sikre at endene støtes sammen så tett og nøyaktig som mulig.
De fleste tynnveggede titanrør og rør krever ikke forvarming. Men hvis du planlegger å sveise titanrør tykkere enn 1/3 tomme, ta kontakt med leverandøren av sveiseutstyret, siden noe for- og ettervarme kan være fordelaktig.
Viktigheten av beskyttelsesgassdekning
Ren argongass anbefales for sveising av titan på grunn av dens renhet og lave vanninnhold. En 75/25 argon/helium-blanding kan brukes for å forbedre stabiliteten og øke penetrasjonen bare når spesifisert.
American Welding Society (AWS) anbefaler å måle renheten til sveisegasser for å sikre at de oppfyller standardene for hver applikasjon. Beskyttelsesgasser bør være minst 99,995 prosent rene, med ikke mer enn 20 deler per million (PPM) oksygen og et duggpunkt over -76 grader Fahrenheit. Andre bruksområder krever 99,999 % ren argonstrøm.
Det er viktig å utstyre lommelykten med et endestykke. Ellers øker risikoen for oksygenforurensning, og med det muligheten for brudd. Noen sveisere produserer sine egne haleskjold, selv om det er mange stiler tilgjengelig for kjøp. Den etterfølgende beskyttelsen tilpasser seg formen på røret og følger GTAW-brenneren langs røret. Skjoldet gir ekstra argonbeskyttelse for sveisen etter brenneren og dens argongassstrøm. Innstilling av brenneren og etterfølgende skjermgassstrøm til 20 kubikkfot per time (CFH) gir bedre skjermgassdekning.
Bruk alltid rene, ikke-porøse plastslanger for å levere beskyttelsesgass til fakkelen, etterfølgende skjold og renseenheten.
Alternativer for fyllmetall
Bruk fyllmetall når du sveiser titanrør som er større enn 0.010 tommer tykke (se figur 1). Vanligvis bør fyllmetallet være av samme kvalitet som titanet som sveises - teoretisk skal det være identisk. Unntak er tillatt for visse bruksområder, for eksempel når fyllmetallet har en lavere flytegrense enn grunnmaterialet for å forbedre duktiliteten. Imidlertid bør enhver variasjon testes nøye og undersøkes for å sikre at den oppfyller prosesskravene og spesifikasjonene.
Velge riktig flamme og forbruksvarer
GTAW gir bedre kontroll over sveiserens varmetilførsel og smeltebasseng enn andre sveiseteknikker. En maskin med høyfrekvent lysbuestart, fjernstrømstyringsevne, etterstrømningstimer og minimum 250 amp output gtaw inverter ville være en utmerket sveisetitan.
Still alltid maskinens polaritet til DC-elektrodenegativ (DCEN). DCEN gir dypere penetrasjon enn DC-elektrodepositiv (DCEP).
Match omformeren til en luft- eller vannkjølt lommelykt. Luftkjølte skjærebrennere kan gi god ytelse hvis sveisetemperaturen er under 150 ampere og kostnadene er lavere enn vannkjølte skjærebrennere. På den annen side er vannkjølte brennere små, enkle å betjene og kan sveise med høyere strømstyrke over lengre perioder, med de fleste sveiser på titan som er korte, og gir utgangsnivåer under 150 ampere.
Bruk en 2% wolframmetallelektrode jordet i tråd med sveisestrømmen som følger
Opptil 90 ampere: 1/16 tomme eller mindre
90-200 ampere: 3/32 av en tomme
Over 200 ampere: 1/8 tomme
Gasslinsen fordeler jevn, dekkgass og skaper en jevn strøm over sveisebassenget.
Slå en bue og begynn å jobbe
Start sveisingen ved først å kutte av enden av matestangen for å vise et rent, uforurenset sted. Start argongassstrømmen i noen sekunder og start deretter lysbuen, og pass på at sveiseområdet er helt dekket.
Benytt vekselretterens høyfrekvente lysbuestartfunksjon. Brennervinkelen, brennerhastigheten og trådfyllingsvinkelen er lik de for sveising av rustfritt stål, og gir bedre forhold for sveising av titanrør.
Det er ganske enkelt å lage et sveisebasseng av titan, men det er kanskje ikke lett å flytte. Å skyve sveisebassenget med lysbuen og fyllstaven gir vanligvis gode resultater, men fyllstaven må holdes inne i beskyttelsesgasskapslingen under sveising. Det er også viktig å minimere varmetilførselen fordi for mye varme kan bryte sveisen. Bruk duppeteknikken med fyllmetall (med jevn reisehastighet).
Etter å ha fullført sveisen, la 20 til 25 sekunder med påfølgende flyt for å beskytte skjøten når den avkjøles til en terskel under 800 grader Fahrenheit. Stopp oksygen fra å reagere med titan. Noen sveiser kan kreve temperaturer under 500 grader Fahrenheit.
Når sveisen er fullført, viser titan sine sanne farger. Fargen på sveiseskjøten angir i hvilken grad dekkgassen beskytter sveisen mot forurensning og tykkelsen på oksidlaget (se figur 2). Kvaliteten på titansveiser kan bestemmes i tillegg til visuell inspeksjon, fargeinntrengning, hardhetsundersøkelse, røntgen, ultralyd og destruktiv undersøkelse.
