Công nghệ hàn thủ công của ống dẫn hợp kim titan
Aug 13, 2025
Hợp kim Titan có đặc điểm của mật độ thấp, độ bền cao và khả năng chống ăn mòn. Là một loại vật liệu mới, các ống hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Tỷ lệ các ống dẫn hợp kim Titan trong các đường ống động cơ hàng không vũ trụ đang tăng lên. Ngoài ra, hợp kim Titan là một kim loại rất hoạt động. Nó có ái lực lớn đối với các loại khí như oxy, hydro và nitơ ở nhiệt độ cao và có khả năng hấp thụ và hòa tan khí mạnh mẽ. Đặc biệt trong quá trình hàn, khả năng này đặc biệt mạnh khi nhiệt độ hàn tăng. Trong quá trình hàn, cần phải kiểm soát sự hấp thụ và hòa tan các loại khí như oxy, hydro và nitơ để tránh loại bỏ sản phẩm. Điều này mang lại những khó khăn lớn cho việc hàn các ống hợp kim titan.
2 Hướng dẫn hàn hồ quang argon của ống dẫn hợp kim titan
2.1 Khả năng hàn của ống dẫn hợp kim titan
(1) độ giòn của mối hàn
Ở nhiệt độ phòng, titan phản ứng với oxy để tạo thành màng oxit dày đặc, khiến nó có độ ổn định hóa học tốt và khả năng chống ăn mòn. Ở nhiệt độ cao, đặc biệt là trong quá trình hàn, hợp kim titan phản ứng rất nhanh với oxy, hydro và nitơ. Khi các loại khí có hại như oxy, hydro và nitơ xâm chiếm bể nóng chảy, độ dẻo, độ bền và màu bề mặt của khớp hàn thay đổi đáng kể. Đặc biệt ở nhiệt độ trên 882 độ, sự tăng trưởng hạt của khớp có xu hướng nghiêm trọng và cấu trúc martensite được hình thành trong quá trình làm mát, dẫn đến giảm cường độ, độ cứng, độ dẻo và độ bền của khớp. Xu hướng quá nóng là nghiêm trọng, và khớp trở nên giòn nghiêm trọng. Do đó, khi hàn hợp kim titan, hồ nóng chảy, các giọt nước và các khu vực nhiệt độ cao, cho dù ở phía trước hay mặt sau, nên được bảo vệ đầy đủ và đáng tin cậy bằng khí.
(2) Độ xốp
Độ xốp là khiếm khuyết phổ biến nhất trong việc hàn các hợp kim titan và titan, và chủ yếu xảy ra gần đường hợp nhất. Hydrogen là nguyên nhân chính của sự hình thành lỗ rỗng. Trong quá trình hàn, titan có khả năng hấp thụ hydro mạnh (thậm chí mạnh hơn ở nhiệt độ cao), nhưng độ hòa tan của nó giảm đáng kể khi nhiệt độ giảm. Do đó, hydro hòa tan trong kim loại lỏng thường không có thời gian để thoát ra và tích lũy gần đường hợp nhất để tạo thành lỗ chân lông.
(3) Các vết nứt bị trì hoãn trong khu vực gần đường may
Hợp kim Titan dễ bị các vết nứt (vết nứt bị trì hoãn) trong khu vực gần trong một khoảng thời gian sau khi hàn. Lý do cho điều này là hydro khuếch tán từ bể nóng chảy ở nhiệt độ cao sang vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thấp. Khi hàm lượng hydro tăng, lượng TIH2 kết tủa tăng, làm cho vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt dễ vỡ hơn. Ngoài ra, ứng suất cấu trúc được tạo ra bởi sự mở rộng thể tích của hydride kết tủa cuối cùng dẫn đến các vết nứt.
2.2 Yêu cầu hàn và biện pháp phòng ngừa cho các ống dẫn hợp kim titan
(1) Cố gắng thiết lập một hội thảo hàn chuyên dụng. Hút thuốc bị nghiêm cấm trong nhà. Môi trường nên được giữ sạch sẽ và khô ráo, và đối lưu không khí nên được kiểm soát nghiêm ngặt.
(2) Thợ hàn nên mặc quần áo làm việc sạch và găng tay tẩy rửa khi hàn. Nó bị cấm nghiêm ngặt để chạm vào các bộ phận bằng tay trần.
(3) Vùng hàn và bề mặt của dây hàn nên được khử bằng acetone.
(4) Sử dụng khí argon bảo vệ tinh khiết cao với độ tinh khiết không dưới 99,99%. Tốc độ dòng khí trong quá trình hàn phải phù hợp với giá trị được chỉ định trong các quy định của quy trình để bảo vệ mặt trước và mặt sau của mối hàn.
.
(6) Hàn hồ quang ngắn nên được sử dụng càng nhiều càng tốt, và năng lượng dây hàn phải nhỏ.
(7) Khi hàn điểm của ống mông, khoảng cách phải dưới 30% độ dày của tường. Mỗi mối hàn nên được hoàn thành trong một lần vượt qua càng nhiều càng tốt.
. Khi tấn công vòng cung, khí nên được cung cấp trước 10-15 giây. Khi vòng cung bị dập tắt, súng hàn không nên được nâng ngay lập tức. Nguồn cung cấp khí nên bị trì hoãn trong 15-30 giây cho đến khi nhiệt độ giảm xuống dưới 250 độ.
2.3 Quá trình hàn
2.3.1 Làm sạch trước khi hàn.
Sự xuất hiện của các khiếm khuyết hàn có liên quan chặt chẽ đến độ sạch bề mặt của dây hàn và dây hàn. Trước khi hàn, dầu, nước, màng oxit và các bụi bẩn khác trong vòng 15 đến 20 mm cạnh khớp ống và bề mặt của dây hàn nên được làm sạch. Phương pháp làm sạch có thể là phương pháp hóa học (pickling) hoặc phương tiện cơ học (chải bằng thép không gỉ) để loại bỏ thang đo oxit bề mặt. Acetone hoặc rượu cũng nên được sử dụng để làm sạch trước khi hàn. Mối hàn sau khi làm sạch phải được hàn trong vòng 24 giờ, nếu không nó cần được làm sạch trở lại. Tốt nhất là hút bụi khử nước cho dây hàn sau khi ngâm và tẩy nó bằng acetone trước khi hàn.
2.3.2 Bảo vệ khí.
Khi hàn các khớp ống titan, để ngăn chặn mối hàn bị ô nhiễm bởi các khí và nguyên tố có hại ở nhiệt độ cao, mối hàn phải được bảo vệ bằng khí argon cần thiết với độ tinh khiết không dưới 99,99%.
2.3.3 Lựa chọn các tham số quy trình hàn.
(1) Lựa chọn dây hàn. Thương hiệu dây phụ nên được chọn theo vật liệu cơ sở. Nói chung, vật liệu tương tự như vật liệu cơ bản nên được sử dụng. Đôi khi, để cải thiện độ dẻo của khớp, một dây có mức độ hợp kim thấp hơn một chút so với vật liệu cơ sở có thể được chọn. Đường kính của dây hàn nên được chọn theo độ dày của vật liệu cơ sở.
(2) Lựa chọn cung cấp điện và phân cực. Hàn kim Titanium và Titan thường sử dụng nguồn cung cấp năng lượng Vonfram Vonfram và phương pháp kết nối phân cực của nó sử dụng kết nối dương DC.
(3) Lựa chọn điện cực vonfram. Đường kính của điện cực vonfram được chọn theo độ dày thành của ống hợp kim titan, thường nằm trong khoảng từ 1,0-3,0mm, và phần cuối của điện cực vonfram phải được nghiền thành hình nón 25 độ đến 45 độ.
Công ty tự hào về các dây chuyền sản xuất chế biến titan trong nước, bao gồm:
Dây chuyền sản xuất ống titan chính xác do Đức (năng lực sản xuất hàng năm: 30.000 tấn);
Dòng cuộn giấy titan công nghệ Nhật Bản (mỏng nhất đến 6μm);
Đường dây đùn liên tục Titanium Rod hoàn toàn tự động;
Tấm titan thông minh và nhà máy hoàn thiện dải;
Hệ thống MES cho phép kiểm soát và quản lý kỹ thuật số toàn bộ quy trình sản xuất, đạt được độ chính xác kích thước sản phẩm là ± 0,01μm.
