Hợp kim titan và titan là vật liệu tốt cho hàn khuếch tán

Titan và hợp kim titan là vật liệu tốt cho hàn khuếch tán vì màng oxit bề mặt của chúng dễ dàng hòa tan ở nhiệt độ khuếch tán. Khi sử dụng liên kết khuếch tán chất lỏng, một lớp kim loại khác phải được đặt ở bề mặt tiếp giáp giữa các bề mặt titan. Thông thường, kim loại này có thể tạo thành điểm nóng chảy eutectic thấp với titan. Trong giai đoạn nung nóng hàn, dòng kim loại lỏng chảy vào khớp nối không đều. Ở giai đoạn sau, lớp chất lỏng khuếch tán vào kim loại cơ bản, cho phép mối hàn đông đặc hoàn toàn trước khi kết thúc chu trình nhiệt.

Trong những năm gần đây, việc ứng dụng hàn khuếch tán làm phương pháp nối titan và hợp kim của nó đã thu hút được sự quan tâm. Hàn trạng thái rắn có những hạn chế sau: bề mặt phải phẳng về mặt quang học; quá trình khuếch tán phải diễn ra ở nhiệt độ đủ thấp để không ảnh hưởng đến tính chất của hợp kim nên quá trình khuếch tán rất chậm. Hàn khuếch tán chất lỏng tạo ra một màng chất lỏng không ổn định ở bề mặt, làm giảm độ chính xác lắp đặt và cũng đẩy nhanh quá trình khuếch tán.

Do áp suất bề mặt cao hơn và biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao tạo điều kiện cho sự liên kết ở trạng thái rắn, nên đôi khi có thể kết nối trình tự này với quy trình gia công nóng làm giảm diện tích mặt cắt ngang của vật liệu. Nối khuếch tán lăn là một ví dụ. Trong quá trình này, các bộ phận hợp kim titan được giữ trong lớp vỏ titan, được hút chân không và đóng kín vào khuôn. Loại mối hàn này có đặc điểm là độ bền, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn tốt, nhưng khó khăn là chất lượng bề mặt và các thông số quy trình khó kiểm soát và có thể ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của sản phẩm. Một khó khăn khác là các khe khuếch tán tĩnh ở trạng thái rắn phải được chế tạo trong argon hoặc chân không.
Quy trình hàn thanh titan và tấm titan:

(1) Hàn titan có thể là hàn điểm tiếp xúc, hàn đường may, hàn hồ quang argon, hàn plasma và hàn chùm tia điện tử và các công nghệ khác.

(2) Người ta thường chấp nhận rằng titan nguyên chất về mặt thương mại và một số hợp kim titan có độ bền thấp có thể hàn được, nhưng hợp kim titan có độ bền cao hơn không lý tưởng do độ dẻo giảm sau khi hàn.

(3) Titan không thể hàn với các kim loại khác bằng phương pháp hàn nhiệt hạch thông thường vì nó sẽ tạo thành các hợp chất kim loại tạo thành mối hàn rất giòn.