لحام أنابيب التيتانيوم
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.
هناك العديد من التقنيات لحام سبائك التيتانيوم والتيتانيوم باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات مثل اللحام بالبلازما. وبالمثل ، يجب أن تكون قد سمعت أن أنابيب التيتانيوم مشهورة بقوتها ومقاومتها للتآكل وكثافة منخفضة وصلابة عالية والعديد من الخصائص الممتازة الأخرى. عند خلطها بالألمنيوم أو الفاناديوم ، يمكن لأنابيب التيتانيوم أن تظهر قوة أعلى مع الحفاظ على مزايا وزنها. هذه الجوانب تجعلها المادة المفضلة في جميع أنحاء العالم لبناء السفن والطيران (الطائرات التجارية والعسكرية) والصناعات الكيماوية.
Likewise, you may have a lot of questions about welding titanium tubing. So, let's dive into plasma welding of titanium tubes.
ما هو لحام البلازما؟
يشير اللحام بالبلازما إلى تقنية اللحام بالقوس الكهربائي السائل. يتم صهر قطعة العمل عن طريق إمداد - غاز مؤين حراريًا ذو طاقة عالية يسمى البلازما ويتم تكوين قوس كهربائي بين قطب التنجستن (غير - قابل للاستهلاك) وقطعة الشغل. مبدأ عمل اللحام القوسي بالبلازما هو القطع الحراري ، والذي يتطلب - مصدر طاقة تيار مستمر عالي الطاقة. يمكن أن تصل درجات حرارة القوس إلى 33 درجة 000 مع الحفاظ على الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة وتركيز الحرارة المرتفع بغاز التدريع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية اللحام مصحوبة بمعدات وتقنيات واختبارات مناسبة لضمان جودة اللحام أو الانصهار الجيد.
لماذا تستخدمه في لحام أنابيب التيتانيوم؟
يمكن أن يكون لحام أنابيب التيتانيوم معقدًا للغاية ، حيث تصبح المادة شديدة التفاعل في درجات حرارة مرتفعة ويمكن أن تؤثر أيضًا سلبًا على سلامة اللحام الكلية اعتمادًا على الشوائب الموجودة. ومع ذلك ، يمكن أن يكون لحام قوس البلازما مفيدًا في هذه الحالة. والسبب هو أن لحام القوس بالبلازما يحتوي على مدخلات حرارة أقل ، ولحام وسرعات تنقل أسرع ، ومستوى أعلى من الجودة المعدنية مقارنة بتقنيات اللحام بالغاز الخامل بالتنغستن المستخدمة سابقًا.
ما هو حجم الأنبوب الذي يمكنك لحامه؟
وضع ثقب المفتاح ووضع الانصهار هما وضعان مختلفان للتشغيل يستخدمان في لحام القوس بالبلازما. يتم استخدام وضع الفتحة الصغيرة في معدلات تدفق غاز البلازما الأعلى وتيارات القوس عندما يمكن أن تخترق نفاثة البلازما المفصل بعد إزاحة المعدن المنصهر وتشكيل ثقوب صغيرة. من الممكن استخدام هذا النموذج لجميع المعادن التجارية ، بما في ذلك أنابيب التيتانيوم بين 1.6 مم و 13 مم.
من ناحية أخرى ، يمكن استخدام وضع اللحام بشكل ملائم في التيارات القوسية المنخفضة لأنابيب التيتانيوم والمعادن التجارية الأخرى ، مثل 0. 050 مم إلى 3.2 مم في مسار واحد. في نفس الوقت ، يكون وضع الصهر المتعدد - مناسبًا للسمك فوق 6.4 مم. بدلاً من ذلك ، قد تختلف نطاقات السماكة والسماكة اعتمادًا على المعدن المستخدم. بشكل أساسي ، تُستخدم قضبان الحشو في لحام المواد السميكة ، بحيث يمكنك لحام المعدن بسماكة كبيرة بسهولة.
ما هي مادة اللحام؟
مادة اللحام التي تستخدمها هنا هي أنابيب التيتانيوم. نظرًا لأن كل عنصر له خصائصه الميكانيكية والكيميائية الفريدة ، فإن التقنيات أو الخطوات تختلف اعتمادًا على المعدن المستخدم لضمان جودة اللحام. فيما يلي بعض الخصائص النظرية التي تقدمها أنابيب التيتانيوم:
خصائص لحام التيتانيوم
ما نوع الآلة المستخدمة؟
قد تتساءل عن نوع المعدات والآلات المستخدمة في لحام قوس البلازما. تستخدم هذه التقنية مصادر طاقة منخفضة الكثافة ، ومولدات (تردد عالي) ، ومشاعل لحام ، وأقطاب كهربائية (غير {0}} مستهلكات) ، ووحدات تحكم في الغاز والبلازما ، وسلك حشو أو مغذيات كبلية ، وفرش سلكية ، وما إلى ذلك.
علاوة على ذلك ، فإن آلات اللحام المستخدمة في لحام القوس بالبلازما هي إما DC أو AC. لاحظ أن محركات التيار المستمر يمكن أن توفر أداءً ممتازًا لأن الحرارة المقدمة يمكن التحكم فيها بسبب تيار التيار المستمر. على الرغم من فعاليتها من حيث التكلفة - ، فإن أجهزة لحام التيار المتردد ليست من أفضل مستويات الجودة لأنها تستخدم التيار المتردد ، وبالتالي فإن كمية الحرارة المنقولة تختلف بمرور الوقت.
ما الخطأ الذي يمكن أن يحدث؟
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.
ما هو لحام الجودة؟
إذا كنت ترغب في الحصول على لحام عالي الجودة ، فيجب أن تفهم ما هو جودة اللحام. بعد ذلك ، نذكر هنا بعض المتطلبات الأساسية لتسمية الوصلة على أنها لحام عالي الجودة.
المنتج مكتمل بدقة وفقا لحجم التصميم.
يوفر هذا المنتج القوة والوظائف المطلوبة.
يصل مظهر خط اللحام إلى المستوى المطلوب.
لا تحتوي الخرزات على تشوهات أو شقوق أو ثقوب.
تعتبر قوة الوصلة الملحومة مساوية لقوة المعدن الأساسي.
يمكن التعبير عن العلاقة بين كفاءة المفصل وقوة الوصلة الملحومة وقوة المعدن الأساسي على أنها=قوة الوصلة الملحومة / قوة المعدن الأساسي.
كيف تضمن جودة اللحام؟
عند استخدام أنابيب التيتانيوم كمادة لحام ، فإن الجودة مضمونة في خطوات قليلة فقط. قد تشمل هذه على سبيل المثال لا الحصر الخطوات التالية.
ضع ميثيل إيثيل كيتون من خلال قطعة قماش خالية من النسالة - لإزالة تلوث السطح (الزيت والأوساخ والغبار والصدأ) من أنابيب التيتانيوم. اسمح للمذيب بالتبخر تمامًا.
قم بإزالة المقياس ، والذي إذا لم تتم إزالته سيؤدي إلى إضعاف اللحامات. لهذا ، يمكنك استخدام ملف كربيد أو أداة إزالة كربيد.
أنت تعلم أن أنبوب التيتانيوم يحتاج إلى أن يتم تغطيته بالكامل بغاز التدريع حتى تتمكن من استخدام الأرجون النقي. ومع ذلك ، فإن خليط الأرجون هيليوم 75/25 أفضل لاختراق جيد. بالمناسبة ، يمكن أيضًا تضمين النيتروجين والهيدروجين في الخليط.
يفضل استخدام معدن الحشو عندما يتجاوز سمك أنبوب التيتانيوم 0. 010 بوصة. تأكد من أن معدن الحشو يجب أن يكون له نفس خصائص المعدن الأساسي.
يجب أيضًا مراعاة تأثير دورات التسخين / التبريد المرتبطة بعملية اللحام على الخواص الميكانيكية لأنبوب التيتانيوم.
يمكن الحصول على لحامات عالية الجودة من خلال اللحام المسطح ، والذي يوصى به في جميع تقنيات اللحام بالقوس الكهربائي ويضمن جودة اللحامات بمعدلات ترسيب عالية. كما ينتج عنه حوض مصهور أكبر ، مما يؤدي إلى معدلات تصلب وتبريد أبطأ ، مما يسمح للغاز بالهروب من المجموعة ويثبط المسامية في النهاية.
نقطة أخرى يجب مراعاتها وهي سماكة الأنبوب. مع زيادة سماكة الأنبوب ، تصبح معلمات المفصل أكثر أهمية. لذلك ، فإن العمق المائل المناسب على جانبي المفصل ومنطقة الوسادة بين الحواف مسؤول عن جودة اللحام.
كيف يتم اختبار اللحامات؟
يتم اختبار اللحامات باستخدام تقنيات مناسبة في ظل ظروف بيئية خاضعة للرقابة الصارمة. يستخدم NDT (غير {0}} الاختبار المدمر) على نطاق واسع لتقييم اللحامات وعادة ما يتضمن اختبارات مثل الفحص البصري والجسيمات المغناطيسية ونفاذ السائل والتيار الدوامة والانبعاثات الصوتية والموجات فوق الصوتية والتصوير الشعاعي. افحص اللحامات بحثًا عن التوزيع المتساوي لمواد اللحام ، وعدم التلوث ، وعدم المسامية ، والمفاصل الضيقة ، ومقاومة التسرب - والقوة المناسبة. يتم اختبار الوصلات الملحومة وفقًا للمعايير المذكورة في أحد الأقسام أعلاه.
الكلمات الاخيرة
أنابيب التيتانيوم لها تطبيقات تجارية في مجموعة متنوعة من - الصناعات الدقيقة والتقنية العالية. لذلك ، فإن فهم قابلية لحامها أمر بالغ الأهمية. لذلك ، يتم استخدام العديد من عمليات اللحام على نطاق واسع في لحام أنابيب التيتانيوم ، مثل GTAW و GMAW و LBW و RW و EBW ، على سبيل المثال لا الحصر. يعد لحام البلازما أو اللحام بالبلازما أحدهما أيضًا وهو أسلوب شائع الاستخدام عند لحام أنابيب التيتانيوم. المبادئ الأساسية لهذه العملية هي نفسها لجميع المعادن. ومع ذلك ، هناك بعض الأساليب والتقنيات التي تختلف باختلاف مادة اللحام لضمان جودة اللحام الجيدة.
