Ploče otporne na habanje zavarene od različitih metala
Zavarivanje različitih metala se koristi u mnogim industrijskim poljima zbog svojih različitih svojstava i igra sve važniju ulogu u naprednoj proizvodnji. Ako je titan zavaren pločom otpornom na habanje, struktura ploče otporne na habanje titanijuma može kombinovati dobru zavarljivost, otpornost na habanje i nisku cenu ploče otporne na habanje sa malom gustinom i dobrom otpornošću na habanje legure titana, i dati punu igru komplementarnim prednostima dva materijala u performansama i ekonomičnosti. Stoga se ploče otporne na habanje i zavarivanje različitih legura titana široko koriste u kemijskoj, zrakoplovnoj i nuklearnoj industriji. Međutim, zbog razlika u fizičkim i kemijskim svojstvima ploče otporne na habanje i legure titana, veliki broj krhkih intermetalnih spojeva se lako formira na međumeću zavarivanja, pa se ne mogu dobiti visokokvalitetni rezultati zavarivanja. Stoga tradicionalni proces zavarivanja fuzijom nije prikladan za različito zavarivanje ploča otpornih na habanje i legura titanijuma. Iako se eksplozivno zavarivanje uspješno koristi u pločama otpornim na habanje od kompozitnog čelika, pogodno je samo za određene oblike radnih komada i teško ga je široko koristiti.
Trenutno, glavne metode zavarivanja legura titanijuma i pločastih metala otpornih na habanje su difuzijsko zavarivanje, zavarivanje elektronskim snopom i lasersko zavarivanje. Lasersko zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom imaju prednosti brzog zagrijavanja i hlađenja, velikog omjera dubine zavara i širine i imaju dobar učinak na stvaranje krhkih spojeva pri zavarivanju različitih metala. Difuzijsko zavarivanje je proces skoro neto vezivanja zbog svog malog temperaturnog gradijenta, koji može dobiti bolju ujednačenu strukturu.
Prvo, difuzijsko zavarivanje
Difuzijsko zavarivanje se odnosi na metodu zavarivanja u kojoj su dvije površine povezane puzanjem kontaktne površine i difuzijom kako bi se zatvorile pore na površini spoja pod visokom temperaturom i određenim pritiskom. Direktno difuzijsko zavarivanje ploče otporne na habanje i legure titana može postići viši kvalitet zavarivanja uglavnom kroz razumno usklađivanje temperature i vremena. Optimalna temperatura je generalno 900 stepeni ±50 stepeni, vreme je 30~60min, kako bi se osiguralo da su pore na interfejsu zatvorene i da je debljina jedinjenja Fe-Ti mala; Pritisak je oko 5MPa, previsok će povećati zaostalo naprezanje zgloba. σ faza, Fe2Ti, FeTi je spoj koji se lako formira kada se ploča otporna na habanje i legura titana rasprše i zavare. Direktan kontakt između Fe i Ti elemenata može se izbjeći dodavanjem međusloja kao što su Ni i Cu, a faza spoja Fe-Ti može se smanjiti ili inhibirati formiranjem manje krhke Ni-Ti i Cu-Ti faze, što može poboljšati snaga zglobova do određene mere. Ag kao srednji sloj može dobiti duktilni spoj, ali je cijena veća.
Drugo, zavarivanje elektronskim snopom
Princip zavarivanja elektronskim snopom je korištenje toplinske energije generirane bombardiranjem ubrzanog i fokusiranog snopa elektrona na zavar koji je smješten u vakuumu ili bez vakuuma. Ima karakteristike velike gustine energije, brzog hlađenja i dobre kontrole, a može kontrolirati veličinu rastopljenog bazena i omjer fuzije dva metala. To je metoda zavarivanja različitog materijala sa jedinstvenim prednostima. Međutim, ako se ploča otporna na habanje i legura titana zavare direktno zavarivanjem elektronskim snopom, u zoni zavarivanja nastaje veliki broj spojeva Fe-Ti, a spojevi ne mogu biti netaknuti. Neophodno je koristiti Cu i CU-V kompozitni međusloj kako bi se efikasno inhibirala stvaranje krhke faze i poboljšala čvrstoća i žilavost zavarenih spojeva formiranjem čvrstih rastvora. Na osnovu toga, gustina snage, struja snopa i brzina zavarivanja se podešavaju kako bi se kontrolisao unos toplote, a pomak se menja kako bi se postigla odgovarajuća distribucija toplote i dodatno poboljšao kvalitet zavarivanja.
Treće, lasersko zavarivanje
Lasersko zavarivanje je upotreba laserskog zračenja visokog intenziteta na površini metala, kroz interakciju lasera i metala, topljenje metala, čime nastaje zavarivanje. Za zavarivanje različitih metala ploča otpornih na habanje i legure titana, lasersko zavarivanje ima veću brzinu zagrijavanja i hlađenja od zavarivanja elektronskim snopom, a direktni zavareni spojevi određene čvrstoće mogu se dobiti korištenjem poprečnog snopa, ali je čvrstoća niska i fluktuacija mase je velika. Rezultati zavarivanja slični zavarivanju elektronskim snopom mogu se dobiti upotrebom Cu kao međusloja.
