قابلیت جوش پذیری و جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن

بررسی مبانی و اصول جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن

قابلیت جوشکاری آلیاژهای آلفا -بتای تیتانیوم نسبتا خوب بوده ولی در منطقه HAZانعطاف پذیری کاهش می یابد . به همین دلیل باید از جوشکاری نفوذی آلیاژهای گفته شده تا جای ممکن خودداری کرده و آنها را جوش سطحی و نقطه جوش داد.

اغلب آلیاژهای تیتانیوم را می توان با فرآیندهای جوشکاری تیگ و میگ و پلاسما به یکدیگر اتصال داد . دستورالعمل های جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم به طور کلی شبیه به دستورالعمل های جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و فولادهای زنگ نزن است. زیرا تیتانیوم و آلیاژهای آن در درجه حرارت های حدود 540 درجه ی سانتیگراد مجددا فعال می شود. همانطور که قبلا گفته شد تیتانیوم خالص و آلیاژهای آلفای تیتانیوم کاملا جوش پذیرند. هرچند آلیاژهای بتا تیتانیوم و آلفا-بتا نیز تا حدودی جوش پذیر هستند .آلیاژهای آلفا-بتای تیتانیوم مثل Ti_6a1_4V را می توان در حالت آنیل شده یا تحت عملیات محلول قرار داد و در بعضی موارد در حالت پیرسخت شده نیز جوشکاری نمود . اما پس از جوشکاری حتما باید تحت یک عمیلات تنش زدایی قرار داده شود. تیتانیوم خالص و آلیاژهای آلفای آلومینیوم را فقط به وسیله ی کارسرد مکانیکی می توان مستحکم تر نمود در حالیکه برای افزایش استحکام آلیاژهای بتا و آلفا -بتای مکانیکی می توان مستحکم تر نمود در حالیکه برای افزایش استحکام آلیاژهای بتا و آلفا -بتای تیتانیوم باید از عملیات حرارتی استفاده کرد . آلیاژهای بتای تیتانیوم فقط در حالات آنیل و یا آنیل محلول شده قابل جوشکاری هستند. پس از جوشکاری آلیاژهای بتای تیتانیوم استحکام خود را تا حدودی از دست می دهند اما انعطاف پذیری قبلی خود را حفظ می نمایند. به همین دلیل در مواردی که انتظار می رود آلیاژ بتای تیتانیوم پس از جوشکاری استحکام بالایی داشته باشد ابتدا باید آن را در حالت آنیل جوشکاری نموده و در حین جوشکاری تحت عملیات چکش کاری قرار داد و پس از آن با انجام کار سرد مکانیکی عملیات حرارتی انحلال و پیرسخت نمودن را به حداکثر استحکام مورد نظر و انعطاف پذیری کافی می رساند.

به طور کلی برای جوشکاری آلیاژهای گوناگون تیتانیوم باید همواره به نکات زیر توجه نمود:

1- قبل از جوشکاری باید سطح قطعه کار را تا فاصله ی 25 میلیمتر از هر دو طرف خط جوش از هرگونه آلودگی و چربی و لایه های اکسید پاک نمود.

2- به طور کلی برای جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم باید در طراحی اتصال و ابعاد آن دقت کافی مبذول داشتو

3- انتخاب گاز محافظ در اغلب فرآیندهای جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای ان از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

4-برای جوشکاری ورق های آلیاژی تیتانیوم ضخیم تر از 2/5 میلیمتر در فرآیندهای تیگ و ضخیم تر از10 میلیمتر در روش پلاسما (PAW) به مفتول پرکننده نیاز است . بر اساس استاندارد AWS,SFA5.16 سال 1990 سیزده نوع مفتول جوشکاری معرفی شد .

5-میل ترکیبی شدید تیتانیوم و آلیاژهای آن با اکسیژن و نیتروژن به ویژه در درجه حرارت های بیش از 260 درجه سانتیگراد سبب شده است تا برای دستیابی به یک جوش با کیفیت عالی از محفظه جوشکاری (Welding chambers) مخصوص برای جوش های حساس استفاده می شود.