티타늄 합금 용접의 어려움과 해결책

티타늄은 화학 기호 Ti와 원자 번호 22를 갖는 금속 화학 원소입니다. 티타늄 합금도 중요한 금속 재료입니다. 경량, 고강도 및 우수한 내식성으로 인해 항공 우주, 의료 장비, 화학 산업 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 티타늄 합금의 특수한 특성으로 인해 용접 공정 중에 몇 가지 문제와 잠재적인 용접 결함이 있습니다.

취성 현상:

티타늄 합금은 고온에서 대기 중의 산소, 질소, 수소 및 기타 불순물과 쉽게 반응하여 고온 취성을 유발하고 용접 조인트의 가소성과 인성을 감소시킵니다. 취성을 방지하려면 용접 중 분위기와 가공되는 재료의 순도를 제어해야 합니다.

 

용접 균열:

티타늄 합금의 용접 균열 발생은 응력 및 수소 함량과 관련이 있습니다. 따라서 재료의 과열과 급속한 냉각을 방지하고 용접 부위를 건조하고 청결하게 유지하기 위해 용접 공정 중에 응력을 제어해야 합니다.

 

용접 기공:

용접 공정 중 티타늄 합금과 산화물의 반응으로 인해 용접 기공이 쉽게 생성되어 용접 조인트의 강도와 밀봉이 저하됩니다. 아르곤 가스 보호 및 용접 재료의 산소 함량을 제어하여 용접 영역이 건조하고 깨끗한지 확인하십시오.

 

1. 적절한 용접 공정 및 용접 와이어를 선택하고 티타늄 합금 모재의 재질 및 불순물에 따라 적절한 용접 방법을 선택하십시오.

 

2. 순도가 99.99% 이상인지 확인하기 위해 고품질 보호 가스를 사용하십시오.

 

3. 용접 전 모재와 용접 와이어를 철저히 청소하고 가공하여 균열과 층간이 발생하지 않도록 하십시오.

 

4. 용접 공정 중에 용접 품질을 보장하기 위해 용융 풀과 용접 열 영향 영역에 대해 적절한 아르곤 가스 보호 조치를 취해야 합니다.

표면 처리: 표면 먼지와 산화물 층을 제거하기 위해 샌드 블라스팅, 쇼트 블라스팅 및 연마를 포함한 티타늄 합금 표면의 물리적 처리입니다. 이는 용접의 품질과 신뢰성을 향상시킵니다.

 

화학적 처리: 산, 알칼리 등의 화학 물질을 사용하여 티타늄 합금 표면의 먼지와 산화물을 용해 및 제거합니다. 화학적 처리는 용접 조인트의 품질과 특성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

 

깨끗하고 건조함: 모공과 같은 결함이 발생하지 않도록 용접 부위가 건조하고 깨끗한지 확인하십시오. 용접 환경의 적절한 온도와 습도를 보장하기 위해 건조 오븐이나 가열 장비를 올바르게 사용하십시오.

플라즈마 아크 용접: 일반적으로 DC 아크를 사용하는 고에너지 플라즈마 아크를 통해 티타늄 합금을 가열 및 용융합니다. 플라즈마 아크 용접은 에너지 밀도가 높고 용접 속도가 빠르며 두꺼운 티타늄 합금 판 및 대형 용접 부품에 적합합니다.

 

가스 텅스텐 아크 용접(GTAW 용접): 비용해 텅스텐 전극을 용접에 사용하는 아크 용접 방법입니다. GTAW 용접 시 보호가스(일반적으로 아르곤 등의 불활성 가스)를 사용하여 용접 부위를 대기 오염으로부터 보호하며, 일반적으로 땜납(충전재)을 동시에 사용합니다.

 

금속 아크 용접(MIG 용접): 아르곤 가스를 사용하여 용접 부위를 보호하는 반자동 또는 완전 자동 용접 방법입니다. MIG 용접은 조작이 쉽고 두꺼운 티타늄 합금판과 대형 구조 부품의 용접에 적합합니다.

 

텅스텐 아크 용접 (TIG 용접) : 텅스텐 전극을 사용하여 아크를 발생시켜 티타늄 합금을 가열하여 녹이고 용접 부위를 아르곤 가스로 보호합니다. TIG 용접은 높은 용접 품질과 제어 능력을 갖추고 있어 박판 및 정밀 용접에 적합합니다.

 

진공 전자빔 용접: 전자빔을 사용하여 진공 조건에서 티타늄 합금을 가열하고 녹입니다. 진공 전자빔 용접은 용접 속도와 용접 품질이 높으며 두꺼운 티타늄 합금 구조 부품에 적합합니다.