En los últimos años, con el desarrollo de la economía, especialmente con la continua profundización de la reforma y la apertura-, la construcción económica de China ha logrado enormes avances. Al mismo tiempo, China también ha logrado avances significativos en la ingeniería de soldadura, como la de tuberías. La soldadura de titanio es un tipo de soldadura relativamente común. En el proceso de soldadura de titanio, cómo controlar adecuadamente la calidad de la soldadura tiene un impacto muy importante en el color de la soldadura de titanio. Debido a lo intuitivo del color de la soldadura de titanio, la investigación sobre la relación entre el color de la soldadura de titanio y la calidad de la soldadura es de gran importancia. Este artículo, que combina los años de investigación y experiencia práctica del autor en el control de calidad y el proceso de soldadura de titanio, explora la relación entre la calidad de la soldadura y el color de la soldadura de titanio, con la esperanza de contribuir a la investigación en este campo.
1. Cambios de color en las soldaduras de tubos de titanio y aleaciones de titanio y el mecanismo de formación de defectos.
Los defectos y mecanismos de las soldaduras de tubos de titanio y de aleación de titanio son los siguientes: Durante la soldadura de tubos de titanio, la capa protectora de gas argón formada por el soplete de soldadura por arco de argón solo puede proteger el baño de soldadura de los efectos nocivos del aire, pero no proporciona protección a las soldaduras ya solidificadas ni a las áreas cercanas que se encuentran a altas temperaturas. En este estado, las soldaduras del tubo de titanio y las áreas circundantes todavía tienen una gran capacidad para absorber nitrógeno y oxígeno del aire. La absorción de oxígeno comienza a 400 grados y la absorción de nitrógeno comienza a 600 grados, mientras que el aire contiene grandes cantidades de nitrógeno y oxígeno.
A medida que la oxidación aumenta gradualmente, el color de la soldadura del tubo de titanio cambia y la plasticidad de la soldadura disminuye según el siguiente patrón: blanco plateado- (sin oxidación), amarillo dorado (TiO, oxidación leve, ocurre alrededor de 250 grados cuando el titanio comienza a absorber hidrógeno), azul (Ti2O3, oxidación ligeramente más severa), gris (TiO2, oxidación severa).
2. La calidad de la soldadura de titanio se puede juzgar por el color de la superficie de soldadura de titanio.
A medida que el color de la soldadura se intensifica, es decir, a medida que aumenta el grado de oxidación de la soldadura, también aumenta la dureza de la soldadura. Las pruebas realizadas en experimentos con pares muestran que a medida que aumenta la dureza del titanio, también aumentan las sustancias nocivas como el oxígeno y el nitrógeno en la soldadura, lo que reduce en gran medida la calidad de la soldadura.
La soldabilidad del titanio está estrechamente relacionada con sus propiedades químicas y físicas. Sin embargo, el punto clave es que a altas temperaturas, la alta reactividad del titanio lo hace susceptible a la contaminación del aire. Durante el calentamiento, sus granos se expanden y cuando la junta soldada se enfría, puede formar fases quebradizas. El titanio tiene un punto de fusión muy alto, alcanzando 1668 ± 10 grados, lo que requiere más energía que soldar acero. Al mismo tiempo, el titanio es químicamente más reactivo; Reacciona con oxígeno e hidrógeno más fácilmente que el acero y por encima de 600 grados reacciona rápidamente. Incluso a 100 grados, absorbe grandes cantidades de hidrógeno y oxígeno, con una solubilidad del hidrógeno decenas de miles de veces mayor que la del acero, formando hidruro de titanio y reduciendo drásticamente la tenacidad. Las impurezas del gas aumentan la tendencia al agrietamiento en frío y al agrietamiento retardado, y aumentan la sensibilidad a las entalladuras. Por lo tanto, la pureza del argón utilizado para soldar no debe ser inferior al 99,99%, la humedad no debe exceder el 0,039% y el contenido de hidrógeno en el alambre de soldadura debe ser inferior al 0,002%.
La conductividad térmica del titanio es la mitad que la del acero. A 882 grados, sufre una transformación de fase alfa a beta. A temperaturas más altas, los granos beta crecen abruptamente y el rendimiento se deteriora significativamente. Por lo tanto, es necesario controlar estrictamente la temperatura, particularmente el tiempo de permanencia en alta-temperatura durante el ciclo térmico de soldadura. Al soldar titanio, no hay problemas con grietas calientes o grietas intergranulares, pero la porosidad es un problema, especialmente cuando se sueldan aleaciones alfa-beta.
