Kesulitan dan solusi dalam pengelasan paduan titanium
Titanium adalah suatu unsur kimia logam dengan lambang kimia Ti dan nomor atom 22. Paduan titanium juga merupakan bahan logam yang penting. Ini banyak digunakan di luar angkasa, peralatan medis, industri kimia dan bidang lainnya karena bobotnya yang ringan, kekuatan tinggi dan ketahanan korosi yang baik. Namun, karena sifat khusus paduan titanium, terdapat beberapa tantangan dan potensi cacat pengelasan selama proses pengelasan.
Pengelasan paduan titanium relatif sulit. Kesulitan pengelasan dan potensi cacatnya terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut:
Fenomena penggetasan:
Paduan titanium mudah bereaksi dengan oksigen, nitrogen, hidrogen, dan kotoran lainnya di atmosfer pada suhu tinggi, menyebabkan penggetasan suhu tinggi dan mengurangi plastisitas dan ketangguhan sambungan las. Untuk menghindari penggetasan, atmosfer selama pengelasan dan kemurnian bahan yang diproses harus dikontrol.
Retak pengelasan:
Terjadinya retakan las pada paduan titanium berhubungan dengan tegangan dan kandungan hidrogen. Oleh karena itu, tegangan harus dikontrol selama proses pengelasan untuk menghindari panas berlebih dan pendinginan material yang cepat, serta memastikan area pengelasan kering dan bersih.
Pori-pori pengelasan:
Selama proses pengelasan, akibat reaksi antara paduan titanium dan oksida, pori-pori pengelasan mudah terbentuk, sehingga mengurangi kekuatan dan penyegelan sambungan las. Perhatikan pengendalian kandungan oksigen pada pelindung gas argon dan bahan las untuk memastikan area pengelasan kering dan bersih.
Untuk mencegah masalah di atas selama pengelasan, tindakan pencegahan cacat yang relevan harus diambil.
1. Pilih proses pengelasan dan kawat las yang sesuai, dan pilih metode pengelasan yang sesuai dengan bahan dan kotoran logam dasar paduan titanium.
2. Gunakan gas pelindung berkualitas tinggi untuk memastikan kemurniannya tidak kurang dari 99,99%.
3. Bersihkan dan proses logam dasar dan kawat las secara menyeluruh sebelum pengelasan untuk menghindari retak dan interlayer.
4. Selama proses pengelasan, tindakan perlindungan gas argon yang tepat harus diambil untuk kolam cair dan zona las yang terkena panas untuk memastikan kualitas pengelasan.
Persiapan sebelum pengelasan:
Perawatan permukaan: Perawatan fisik permukaan paduan titanium, termasuk peledakan pasir, peledakan dan pemolesan, untuk menghilangkan kotoran permukaan dan lapisan oksida. Hal ini meningkatkan kualitas dan keandalan pengelasan.
Perawatan kimia: Gunakan bahan kimia seperti asam dan basa untuk melarutkan dan menghilangkan kotoran dan oksida pada permukaan paduan titanium. Perawatan kimia membantu meningkatkan kualitas dan karakteristik sambungan las.
Bersih dan Kering: Pastikan area pengelasan kering dan bersih untuk menghindari cacat seperti pori-pori. Gunakan oven pengering atau peralatan pemanas dengan benar untuk memastikan suhu dan kelembapan yang sesuai di lingkungan pengelasan.
Metode pengelasan yang umum digunakan:
Pengelasan busur plasma: Pemanasan dan peleburan paduan titanium melalui busur plasma berenergi tinggi, biasanya menggunakan busur DC. Pengelasan busur plasma memiliki kepadatan energi yang tinggi dan kecepatan pengelasan yang cepat, dan cocok untuk pelat paduan titanium yang lebih tebal dan bagian pengelasan yang besar.
Pengelasan busur tungsten gas (pengelasan GTAW): Metode pengelasan busur yang menggunakan elektroda tungsten yang tidak meleleh untuk pengelasan. Saat melakukan pengelasan GTAW, area pengelasan dilindungi dari polusi atmosfer dengan gas pelindung (umumnya gas inert seperti argon), dan solder (logam pengisi) biasanya digunakan pada waktu yang bersamaan.
Pengelasan busur logam (pengelasan MIG): Metode pengelasan semi-otomatis atau otomatis penuh yang menggunakan gas argon untuk melindungi area pengelasan. Pengelasan MIG mudah dioperasikan dan cocok untuk mengelas pelat paduan titanium tebal dan bagian struktural besar.
Pengelasan busur tungsten (pengelasan TIG): Elektroda tungsten digunakan untuk menghasilkan busur untuk memanaskan dan melelehkan paduan titanium, dan area pengelasan dilindungi oleh gas argon. Pengelasan TIG memiliki kualitas pengelasan dan kemampuan kontrol yang tinggi, serta cocok untuk pelat tipis dan pengelasan presisi.
Pengelasan berkas elektron vakum: Menggunakan berkas elektron untuk memanaskan dan melelehkan paduan titanium dalam kondisi vakum. Pengelasan berkas elektron vakum memiliki kecepatan pengelasan tinggi dan kualitas las tinggi, dan cocok untuk bagian struktural paduan titanium yang lebih tebal.
