تيتانيوم

متن كامل جوش آلياژ تيتانيوم، كروم را مي توانيد با كليك بر روي عبارت ((تيتانيوم)) مشاهده نماييد.

بررسي عوامل مختلف بر عمق نفوذ و پهناي جوش آلياژ تيتانيوم گريد (Ti-6A1-4V) جوشكاري شده با روش پلاسما

چكيده

در اين تحقيق، تأثير عوامل مختلف جوشكاري پلاسما بر روي كيفيت جوش ورق 3 ميلي متر آلياژ تيتانيوم Ti-6A1-4Vبررسي گرديد. اين عوامل شامل شدت جريان الكتريكي، سرعت خطي جوشكاري و تركيب مختلف گاز پلاسما (آرگون-هليوم) است. كه بر پهناي سطح و ريشه جوش (نشان دهنده مقدار حرارت ورودي) مؤثر مي باشد. نتايج ماكروگرافي نشان ميدهد. كه يك محدوده مشخص از شدت جريان الكتريكي و سرعت خطي وجود دارد.

كه در داخل اين محدوده نفوذ جوشكاري مناسب بوده و يك منطقه جوش بدون هرگونه عيب داخلي و سطحي. و با خواص مكانيكي مطلوب بدست مي آيد. همچنين با محافظت موضعي منطقه جوش شامل سطح دنباله و ريشه جوش با گاز آرگون با خلوص 5N. مي توان از اكسيد شدن منطقه جوش و تشكيل اكسيد تيتانيوم بر سطح جوش جلوگيري كرد (جوش نقره اي رنگ براق). نتايج آزمون مكانيكي مشخص مي كند كه در صورت جوشكاري در داخل محدوده مناسب حاصله. از عوامل جوشكاري، استحكام كششي فلز جوش نزديك به فلز پايه مي باشد.

به علت اتوماتيك بودن روش جوشكاري، تكرارپذيري روش جوشكاري پلاسما بسيار مناسب بوده و كيفيت جوش به خوبي قابل كنترل مي باشد. افزايش مقدارر گاز هليوم، باعث گسترش منطقه جوش و عمق نفوذ بالاتر جوش مي شود. بررسي ريزساختار منطقه جوش مشخص مي كند كه سه ساختار آلفاي محصور شده دندانه اي. ساختار آلفا -بتا (ويدمن اشتاتن) و مارتنزيت در ساختار فلز جوش وجود دارد.

پيشگفتار

تيتانيوم تركيبي از خواص استحكام بالا، چقرمگي مناسب، چگالي پايين، غير سمي و مقاومت به خوردگي. در دماهاي بسيار پايين تا دماي نسبتاً بالا (تا 600 درجه سانتي گراد) است. اين خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي مناسب فلز تيتانيوم و آلياژهاي آن. باعث ايجاد جايگاهي ويژه در محصولات فلزي پس از فولاد و آلومينيوم مي شود. در كنار كاربردهاي تيتانيوم در محصولات مصرفي مثل دسته گلف. بدنه دوچرخه و رايانه هاي قبل حمل، مهمترين كاربردهاي تيتانيوم به دليل خواص منحصر به فردي كه ذكر شد. بيشتر در صنايع فضايي، هوافضا، صنعت نفت، گاز و پتروشيمي. صنايع خودرو، صنايع دريايي و اندام هاي داخلي بدن مي باشد.

در كاربردهاي فضايي انواع مخازن سوخت مايع و جامد با توجه به ويژگي هاي كه ذكر گرديد مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مخازن در سامانه هاي انتقال مداري، سيستم هاي كنترل وضعيت ماهواره و تجهيزات جانبي سازه هاي فضاي استفاده مي شود (شكل 1). انواع روش هاي جوشكاري معمول مورد استفاده در ساخت مخازن مورد كاربرد فضايي شامل روش هاي ذوبي و نيمه جامد مي باشد. تيتانيوم خالص در دماي اتاق داراي ساختار بلوري HCP (فاز آلفا) است.

كه در دماي نزديك 885 درجه سانتي گراد به ساختار بلوري BCC (فاز بتا) تغيير فاز مي يابد. دماي انتقال بتا، بسته به نوع و مقدار عناصر آلياژ يا مواد ناخالصي مي تواند افزايش و يا كاهش يابد. عناصر آلياژي همچون آلومينيوم، گاليوم، ژرمانيوم، كربن، اكسيژن و نيتروژن به عنوان پايدار كننده هاي فاز آلفا. و عناصري همچون موليبدن، واناديوم، تانتاليوم، نيوبيوم، آهن، كروم، منگنز، كبالت، نيكل و مس پايداركننده هاي فاز بتا مي باشند. آلياژهاي تيتانيوم بر اساس ميزان فازهاي آلفا و بتاي موجود در ساختار خود در دماي اتاق به 5 دسته اصلي شامل تيتانيوم آلفا. شبه آلفا، آلفا-بتا، شبه بتا و بتا تقسيم بندي مي شوند.

تيتانيوم خالص تجاري و بيشتر آلياژهاي تيتانيوم قابليت جوشكاري با استفاده از روش هاي مختلف جوشكاري را دارند. متداول ترين روش هاي جوشكاري مورد استفاده براي آلياژهاي تيتانيوم شامل جوشكاري تنگستن با گاز خنثي. جوشكاري قوس پلاسما، جوشكاري باريكه الكتروني، جوشكاري باريكه نور ليزر و جوشكاري اصطكاكي اغتشاسي اشاره نمود. مذاب تيتانيوم به آساني با اكسيژن، نيتروژن، كربن و هيدروژن واكنش مي دهد. كه اين عناصر از طريق تماس با هوا و يا سطحي كه داراي آلودگي است مي تواند جذب مذاب تيتانيوم شوند. و اثرات نامطلوبي را بر روي خواص فلز جوش داشته باشند. به همين علت فرآيندهاي جوشكاري همچون جوش قوس زيرپودري براي جوشكاري تيتانيوم مناسب نيستند.

همچنين عمدتاً تيتانيوم را نمي توان به فلزات ديگر جوش داد؛ زيرا امكان تشكيل تركيبات بين فلزي تُرد در ناحيه جوش وجود دارد. كه مي تواننند سبب ايجاد ترك و شكست ترد در ناحيه جوش شوند. جوشكاري قوس پلاسما (PAW) توسعه يافته جوشكاري قوس تنگستني گازي (GTAW) است. به اين علت قوس پلاسما از درون افشانكي تنگ كننده عبور مي كند. كه قوس ايجادي باريك تر و عمق بيشتري دارد. گاز خنثي عبور داده شده توسط افشانك وظيفه تشكيل پلاسما را دارد و گاز خنثي عبور داده شده بين افشانك و سراميك. وظيفه حفاظت منطقه جوش مشابه با روش تيگ و ميگ-مگ دارد.

گاز خنثي قوس يا به صورت آرگون خالص و يا تركيب آرگون -هليوم استفاده مي شود. جوشكاري قوس پلاسما با دو حالت فني، ذوبي و سوراخ كليدي انجام مي شود. حالت ذوبي مشابه با روش تيگ است. كه در ضخامت هاي زير يك ميلي متر ايجاد مي شود. حالت سوراخ كليدي نفوذ عميق اتصال را براي اتصال هاي با ضخامت بالاتر از يك ميلي متر در يك پاس فراهم مي كند. جوش هاي قوس پلاسما گرايش به سوختگي كناره و رويه هاي مُحدب در امتداد لبه هاي فوقاني دارند. مگر اين كه در جريان جوشكاري فلز پر كننده اضافه شود. يا اين كه پاس ثانوي به عنوان پاس زينتي به كاري گيري مي شود.

تحقيقات محقق هاي قبلي بر روي عوامل مختلف مانند شدت جريان جوشكاري [11،21،22،23،24]. سرعت خطي جوشكاري [25،24،22،21،11]، قطر سوراخ نازل مسي و قطر تنگستن [22]، نوع طراحي اتصال جوش [12،11]. نرخ جريان گاز پلاسما [24،21] و اثرات فركانس جوش پالسي جريان گاز پلاسما [29،26]. بر روي مقدار اعوجاج، خواص مكانيكي و ريزساختار آلياژ تيتانيوم گريد 5 بوده است. اين بررسي عوامل مورد ذكر عمدتاً بر روي ورق هاي نازك و تا ضخامت حداكثر 1mm بوده است.

فولاد رسول دلاكان

با سالها تجربه ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمين و توزيع انواع ورق آلياژي و انواع فولاد آلياژي با گواهينامه ها و آناليزهاي معتبر با ضميمه نمودن آن به محصولاتش آنرا به مشتريان خويش ارائه داده است. كه توانسته رضايتمندي آنان را همواره فراهم آورد. صنعتگر شريف و گرامي از اينكه ما را جهت خريد كالا (فولاد آلياژي) مورد نياز خويش، انتخاب مي نماييد از شما سپاسگزاريم.

ارتباط با ما

09122136675

02128423820

واتس آپ :09122136675

فكس: 02128423820

اينستاگرام :fooladdalakan

ايميل: fooladrasuldalakan@gmail.com