Titan je 45 % lažji od jekla, 60 % težji od aluminija in več kot trikrat močnejši od obeh. Čeprav je veliko dražji od mnogih drugih kovin, ponuja večjo odpornost proti koroziji, nižje stroške življenjskega cikla, daljšo življenjsko dobo ter nižje stroške vzdrževanja in vzdrževanja. Običajne uporabe vključujejo vojaške, vesoljske, pomorske, kemične, energetske, pridobivanje nafte in plina ter medicinske naprave.
Titan je reaktivna kovina, ki zlahka interagira s kisikom, je nagnjena k oksidativni kontaminaciji in jo je težko variti. Vendar pa lahko skrbna priprava, dosledna tehnika in obsežna praksa dosežejo uspešen zvar.
Varjenje titana
Čistoča je bistvena
Varjenje titanovih varjenih cevi zahteva izredno čisto osnovno kovino, dodano kovino in varilno okolje mora biti popolno. Varilci, ki vtirajo losjone za telo, kot so kreme za roke, maščobe iz procesov oblikovanja in raztezanja, prah iz trgovine, barve, umazanija, tekočine za rezanje in maziva, lahko prispevajo k krhkosti in okvari zvara.
Očistite delovno območje, odstranite vse vrste odpadkov in se prepričajte, da ste izbrali prostor z nizkim pretokom zraka in poskusite ohraniti okolje čim bolj brez vetra, da preprečite motnje zaščitnega plina med varjenjem. Nato očistite olje iz polnilne palice in osnovne kovine: Nosite nitrilne rokavice, posebej zasnovane za ta namen, da preprečite drgnjenje kreme za roke na rokah operaterja ali olja, pritrjenega na druge roke, na titanovo cev, ki jo želite zvariti. Metil etil keton (MEK) se nato nanese na čisto krpo, ki ne pušča vlaken, in titan se obriše, da se odstranijo morebitni preostali površinski onesnaževalci. Na tej točki postavite polnilno palico v zaprto posodo, da preprečite nadaljnjo kontaminacijo.
Pred varjenjem odstranite oksidno plast, ki nastane zaradi reakcije med titanom in kisikom na površini cevi. Ta oksidna plast zagotavlja titanu znatno odpornost proti koroziji. Vendar ga je treba pred varjenjem odstraniti, ker se tali pri temperaturah, višjih od temperatur titana, in lahko vstopi v staljeno zvarno bazo, kjer nastanejo vključki, ki oslabijo vmesni sloj.
Bodisi brusilni stroj z orodjem za odstranjevanje robov iz karbidne trdine ali karbidna pila, posebej za titan, bosta bolje odstranila oksidno plast z varjenih spojev. Priporočljivo je, da ne uporabljate žametov in abrazivov. Zaradi kontaminacije. Ne pozabite uporabiti nizke hitrosti mletja, da preprečite pregrevanje. Ko smo oksidno plast zbrusili, spoj ponovno obrišemo s krpo, navlaženo z MEK ali acetonom. Nekatera topila imajo nizko plamenišče in topilo mora popolnoma izhlapeti, preden sproži oblok.
Montaža je verjetno bolj pomembna za titanove cevi kot za katero koli drugo kovinsko cev, saj je ključnega pomena preprečiti vstop kisika v zvar. Spoj mora biti kvadraten (ne smejo biti vrzeli v obliki črke V), da se zmanjša količina toplote in zvarne kovine, potrebne za zapolnitev spoja, kar posledično zmanjša možnost opeklin in kontaminacije.
Pripnite del na pozicioner ali mizo, da zagotovite, da sta konca stisnjena čim bolj tesno in natančno.
Večina tankostenskih titanovih cevi in cevi ne zahteva predgretja. Če pa nameravate variti titanove cevi, debelejše od 1/3 palca, se posvetujte s svojim dobaviteljem varilne opreme, saj je nekaj predgretja in naknadnega segrevanja lahko koristno.
Pomen pokritosti z zaščitnim plinom
Za varjenje titana se priporoča čisti plin argon zaradi njegove čistosti in nizke vsebnosti vode. Mešanico argona in helija 75/25 je mogoče uporabiti za izboljšanje stabilnosti in povečanje penetracije le, če je določeno.
Ameriško združenje za varjenje (AWS) priporoča merjenje čistosti varilnih plinov, da se zagotovi, da izpolnjujejo standarde za vsako aplikacijo. Zaščitni plini morajo biti najmanj 99,995-odstotno čisti, z največ 20 deli na milijon (PPM) kisika in rosiščem nad -76 stopinj Fahrenheita. Druge aplikacije zahtevajo pretok 99,999 % čistega argona.
Pomembno je, da gorilnik opremite z repom. V nasprotnem primeru se poveča tveganje za onesnaženje s kisikom in s tem možnost pretrganja. Nekateri varilci izdelujejo lastne ščitnike za rep, čeprav je na voljo veliko stilov za nakup. Zaščitni ščitnik se prilagaja obliki cevi in sledi gorilniku GTAW vzdolž cevi. Ščit zagotavlja dodatno argonsko zaščito za zvar po gorilniku in njegovem toku plina argona. Nastavitev pretoka gorilnika in sledilnega zaščitnega plina na 20 kubičnih čevljev na uro (CFH) zagotavlja boljšo pokritost z zaščitnim plinom.
Vedno uporabljajte čiste, neporozne plastične cevi za dovajanje zaščitnega plina do gorilnika, zadnjega ščita in čistilne enote.
Možnosti kovinskega polnila
Pri varjenju titanovih cevi, večjih od 0,010 palcev, uporabite dodajno kovino (glejte sliko 1). Na splošno mora biti dodajna kovina enake kakovosti kot titan, ki ga varimo – teoretično bi morala biti enaka. Za nekatere aplikacije so dovoljene izjeme, na primer, ko ima dodajna kovina nižjo mejo tečenja kot osnovni material, da se izboljša duktilnost. Vendar je treba vsako različico skrbno preizkusiti in raziskati, da zagotovimo, da izpolnjuje zahteve in specifikacije postopka.
Izbira pravega plamena in potrošnega materiala
GTAW zagotavlja boljši nadzor vnesene toplote varilca in bazena staline kot druge varilne tehnike. Stroj z visokofrekvenčnim zagonom obloka, zmožnostjo daljinskega nadzora toka, časovnikom naknadnega pretoka in najmanj 250-amperskim izhodnim pretvornikom gtaw bi bil odličen varilni titan.
Polarnost naprave vedno nastavite na negativno elektrodo DC (DCEN). DCEN zagotavlja globljo penetracijo kot DC pozitivna elektroda (DCEP).
Povežite pretvornik z zračno ali vodno hlajenim gorilnikom. Zračno hlajeni gorilniki za rezanje lahko zagotovijo dobro delovanje, če je vaša varilna temperatura nižja od 150 amperov in so njihovi stroški nižji od vodno hlajenih gorilnikov. Po drugi strani pa so vodno hlajeni gorilniki majhni, enostavni za uporabo in lahko dlje časa varijo pri višjih amperažah, pri čemer je večina zvarov na titanu kratkih in proizvajajo izhodne ravni pod 150 amperov.
Uporabite 2 % volframovo kovinsko elektrodo, ozemljeno v skladu z varilnim tokom, kot sledi
Do 90 amperov: 1/16 palca ali manj
90-200 amperov: 3/32 palca
Več kot 200 amperov: 1/8 palca
Plinska leča enakomerno porazdeli zaščitni plin in ustvari gladek tok po zvarnem bazenu.
Narišite lok in začnite delati
Začnite z varjenjem tako, da najprej odrežete konec podajalne palice, da pokažete čisto, nekontaminirano mesto. Zaženite tok plina argona za nekaj sekund in nato sprožite oblok ter se prepričajte, da je območje zvara popolnoma pokrito.
Uporabite funkcijo visokofrekvenčnega zagona obloka pretvornika. Kot gorilnika, hitrost gorilnika in kot polnjenja žice so podobni kot pri varjenju nerjavnega jekla, kar zagotavlja boljše pogoje za varjenje titanovih cevi.
Dokaj enostavno je ustvariti varilni bazen iz titana, vendar ga morda ne bo enostavno premakniti. Potiskanje varilne posode z oblokom in polnilno palico običajno daje dobre rezultate, vendar mora biti polnilna palica med varjenjem v zaprtem prostoru z zaščitnim plinom. Prav tako je pomembno zmanjšati vnos toplote, ker lahko preveč toplote zlomi zvar. Uporabite tehniko dab z polnilno kovino (z enakomerno hitrostjo vožnje).
Po končanem zvaru pustite 20 do 25 sekund nadaljnjega pretoka, da zaščitite spoj, ko se ohladi na prag pod 800 stopinj Fahrenheita. Preprečite reakcijo kisika s titanom. Nekateri zvari lahko zahtevajo temperature pod 500 stopinj Fahrenheita.
Ko je zvar končan, titan pokaže svoje prave barve. Barva zvarnega spoja označuje stopnjo, do katere zaščitni plin ščiti zvar pred kontaminacijo in debelino oksidne plasti (glej sliko 2). Kakovost titanovih zvarov lahko ugotavljamo poleg vizualnega pregleda, penetracije barvila, pregleda trdote, rentgenskega slikanja, ultrazvoka in destruktivnega pregleda.
