Soldagem a plasma de tubos de titânio
Do you know what elements are called "super materials"? In fact, this element is the 9th most abundant element and the 7th most abundant metal found in the Earth's crust, and it is titanium. The origin of the name can be traced back to Titan (son of the goddess of the earth in Greek mythology). Titanium is a low-density (a little over half that of steel) and high-strength metal with great corrosion resistance. Therefore, it is often referred to as a "superhero". Just for the record, it must have been surprising to you that it wasn't discovered until 1791.
Existem muitas técnicas para soldagem de titânio e ligas de titânio usando uma variedade de técnicas, como soldagem a plasma. Da mesma forma, você deve ter ouvido que o tubo de titânio é popular por sua resistência, resistência à corrosão, baixa densidade, alta tenacidade e muitas outras propriedades excelentes. Quando ligados com alumínio ou vanádio, os tubos de titânio podem apresentar maior resistência, mantendo suas vantagens de peso. Esses aspectos o tornam o material de escolha mundial para as indústrias de construção naval, aeroespacial (aviões comerciais e militares) e química.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
O que é soldagem a plasma?
A soldagem a plasma refere-se a uma tecnologia de soldagem a arco líquido. A peça de trabalho é derretida fornecendo um gás termicamente ionizado de alta-energia chamado plasma e um arco elétrico é formado entre o eletrodo de tungstênio (não{1}}consumível) e a peça de trabalho. O princípio de funcionamento da soldagem a arco plasma é o corte térmico, que requer uma fonte de alimentação CC de alta-potência. As temperaturas do arco podem atingir até 33,000 graus, mantendo baixa pressão, alta temperatura e alta concentração de calor com gás de proteção. Além disso, o processo de soldagem é acompanhado de equipamentos, técnicas e testes adequados para garantir uma boa fusão ou qualidade da solda.
Por que usá-lo para soldar tubos de titânio?
A soldagem de tubos de titânio pode ser bastante complicada, pois o material se torna altamente reativo em temperaturas elevadas e também pode afetar negativamente a integridade geral da solda, dependendo das impurezas contidas. No entanto, a soldagem a arco de plasma pode ser útil nessa situação. A razão é que a soldagem a arco plasma tem menor aporte de calor, soldagem e velocidades de deslocamento mais rápidas e um nível mais alto de qualidade metalúrgica do que as técnicas de soldagem de gás inerte de tungstênio usadas anteriormente.
Qual o tamanho do tubo que você pode soldar?
O modo Keyhole e o modo de fusão são dois modos diferentes de operação usados na soldagem a arco de plasma. O modo de orifício pequeno é usado em taxas de fluxo de gás de plasma e correntes de arco mais altas quando o jato de plasma pode penetrar na junta após deslocar o metal fundido e formar os pequenos orifícios. É possível usar este modelo para todos os metais comerciais, incluindo tubos de titânio entre 1,6 mm e 13 mm.
O modo de soldagem, por outro lado, pode ser convenientemente usado em correntes de arco mais baixas para tubos de titânio e outros metais comerciais, tão finos quanto 0.050 mm a 3,2 mm em uma única passagem. Ao mesmo tempo, o modo de fusão multi-passagem é adequado para espessuras acima de 6,4 mm. Em vez disso, as faixas de espessura e espessura podem variar dependendo do metal usado. Essencialmente, as hastes de enchimento são usadas para soldar materiais espessos, para que você possa soldar grandes espessuras de metal com facilidade.
O que é material de soldagem?
O material de soldagem que você está usando aqui é o tubo de titânio. Como cada elemento possui propriedades mecânicas e químicas únicas, as técnicas ou etapas variam de acordo com o metal usado para garantir a qualidade da solda. Aqui estão algumas propriedades teóricas oferecidas pelos tubos de titânio:
Propriedades de Soldagem de Titânio
Que tipo de máquina é usada?
Você pode estar se perguntando que tipo de equipamento e maquinário é usado para soldagem a arco de plasma. A tecnologia utiliza fontes de energia de baixa densidade, geradores (alta frequência), tochas de solda, eletrodos (não{0}}consumíveis), controladores de plasma e gás de proteção, alimentadores de fios ou cabos, escovas de arame, etc.
Além disso, as máquinas de soldagem usadas na soldagem a arco de plasma são DC ou AC. Observe que os motores CC podem fornecer excelente desempenho porque o calor fornecido é controlável devido à corrente CC. Embora sejam econômicos, os soldadores CA não são da melhor qualidade porque usam corrente alternada, portanto, a quantidade de calor transferido varia ao longo do tempo.
O que poderia dar errado?
Several factors can affect the weldability of titanium tubing. As you know, the titanium tube is heated during welding, so at temperatures above 500-600 degree , it is more likely to combine with oxygen, nitrogen, carbon or hydrogen present in the air, resulting in a decrease in mechanical properties such as the metal's Ductility and toughness. Other welding defects include porosity, slag inclusions, undercuts, incomplete fusion and incomplete penetration. All of these failures can occur during the welding process and can affect the quality of the weld.
O que é uma solda de qualidade?
Se você deseja obter uma solda de qualidade, deve entender o que é uma solda de qualidade. Posteriormente, mencionamos aqui alguns requisitos básicos para denominar uma junta como uma solda de qualidade.
O produto é concluído com precisão de acordo com o tamanho do projeto.
Este produto fornece a força e a funcionalidade necessárias.
A aparência da costura de solda atinge o nível necessário.
Os grânulos não contêm deformações, rachaduras ou furos.
A resistência da junta soldada é considerada igual à resistência do metal base.
A relação entre eficiência da junta, resistência da junta soldada e resistência do metal base pode ser expressa como eficiência da junta=resistência da junta soldada/resistência do metal base.
Como garantir a qualidade da solda?
Ao usar tubos de titânio como material de soldagem, a qualidade é garantida em apenas alguns passos. Estes podem incluir, mas não estão limitados aos seguintes passos.
Aplique metiletilcetona com um pano-sem fiapos para remover a contaminação da superfície (óleo, sujeira, poeira e ferrugem) do tubo de titânio. Deixe o solvente evaporar completamente.
Remova a escala, que se não for removida resultará em soldas mais fracas. Para isso, você pode usar uma lima de metal duro ou uma ferramenta de rebarbação de metal duro.
Você sabe que o tubo de titânio precisa ser completamente coberto com gás de proteção para que você possa usar argônio puro. No entanto, uma mistura de argônio hélio 75/25 é melhor para uma boa penetração. Incidentalmente, nitrogênio e hidrogênio também podem ser incluídos na mistura.
O metal de adição é preferido quando a espessura do tubo de titânio excede 0,010 polegadas. Certifique-se de que o metal de adição tenha as mesmas propriedades que o metal base.
O efeito dos ciclos de aquecimento/resfriamento associados ao processo de soldagem nas propriedades mecânicas do tubo de titânio também deve ser considerado.
Soldas de alta qualidade podem ser obtidas com soldagem plana, que é recomendada em todas as técnicas de soldagem a arco e garante soldas de alta qualidade com altas taxas de deposição. Isso também resulta em uma poça de fusão maior, o que resulta em taxas de solidificação e resfriamento mais lentas, permitindo que o gás escape do conjunto e, por fim, iniba a porosidade.
Outro ponto que você precisa considerar é a espessura do tubo. À medida que a espessura do tubo aumenta, os parâmetros da junta tornam-se mais críticos. Portanto, a profundidade adequada do chanfro em ambos os lados da junta e a área da almofada entre os chanfros são responsáveis pela qualidade da solda.
Como as soldas são testadas?
As soldas são testadas usando técnicas apropriadas sob condições ambientais estritamente controladas. O NDT (Non-Destructive Testing) é amplamente utilizado para avaliar soldas e normalmente inclui testes como inspeção visual, partícula magnética, líquido penetrante, corrente parasita, emissão acústica, ultrassônico e radiografia. Inspecione as soldas quanto à distribuição uniforme do material de solda, sem contaminação, sem porosidade, juntas apertadas, à prova de vazamentos- e resistência adequada. As juntas soldadas são testadas de acordo com as normas mencionadas em uma das seções acima.
últimas palavras
Os tubos de titânio têm aplicações comerciais em diversos setores de alta-tecnologia e precisão. Portanto, entender sua soldabilidade é crucial. Portanto, muitos processos de soldagem são amplamente utilizados para soldar tubos de titânio, como GTAW, GMAW, LBW, RW e EBW, para citar alguns. A soldagem a arco de plasma ou plasma também é uma delas e é uma técnica comumente usada na soldagem de tubos de titânio. Os princípios básicos deste processo são os mesmos para todos os metais. No entanto, existem alguns métodos e técnicas que variam de acordo com o material de soldagem para garantir uma boa qualidade de solda.
