معرفی
جوشکاری لوله تیتانیوم می تواند یک فرآیند دشوار باشد، اما اگر به درستی انجام شود می تواند منجر به اتصال قوی و بادوام شود. تیتانیوم فلزی نسبتاً جدید است که تنها چند دهه است که در مهندسی و تولید مورد استفاده قرار میگیرد، اما ویژگیهای منحصربهفرد آن، آن را به یک انتخاب محبوب در چندین صنعت از جمله هوافضا، پزشکی و خودرو تبدیل کرده است.
خواص تیتانیوم
تیتانیوم فلزی سبک، قوی و مقاوم در برابر خوردگی است. همچنین غیر سمی و غیر مغناطیسی است که آن را به گزینه ای ایده آل برای ایمپلنت ها و دستگاه های پزشکی تبدیل می کند. با این حال، به دلیل نقطه ذوب بالای آن (تقریبا 1688 درجه یا 3066 درجه فارنهایت)، جوشکاری تیتانیوم چالش هایی را به همراه دارد که باید به آنها توجه شود.
آماده سازی اتصال جوش
قبل از شروع جوشکاری لوله تیتانیوم، آماده سازی مناسب اتصال ضروری است. لوله باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی سطحی مانند خاک، روغن یا گریس باشد. این کار را می توان با استفاده از چربی زدا یا حلال برای تمیز کردن کامل سطح به دست آورد.
علاوه بر تمیز کردن، لوله نیز باید برش داده شود و به درستی نصب شود تا اتصال محکم شود. هر گونه شکاف یا لبه های نادرست می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در حین جوشکاری شود.
انتخاب روش جوشکاری
روش های مختلفی برای جوشکاری لوله های تیتانیوم وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند. رایج ترین روش ها جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (TIG) و جوشکاری قوس تنگستن گازی (GTAW) می باشد.
جوشکاری TIG از یک الکترود تنگستن غیر مصرفی برای تولید قوس استفاده می کند، در حالی که GTAW از یک الکترود تنگستن مصرفی استفاده می کند. جوشکاری TIG کندتر از GTAW است اما یک جوش تمیزتر با عیوب کمتر ایجاد می کند.
یکی دیگر از روش های جوشکاری لوله تیتانیوم، جوشکاری لیزری است. در این روش از پرتو لیزر پرقدرت برای ذوب فلز و اتصال دو قطعه استفاده می شود. جوشکاری لیزری معمولاً سریعتر از TIG یا GTAW است اما به تجهیزات و تخصص تخصصی نیاز دارد.
راه اندازی تجهیزات جوشکاری
پس از انتخاب روش جوشکاری، تنظیم صحیح تجهیزات جوش ضروری است. این شامل انتخاب صحیح الکترود و گاز محافظ و همچنین تنظیم آمپر و ولتاژ مناسب است.
الکترود مورد استفاده در جوشکاری TIG باید از تنگستن خالص یا آلیاژ تنگستن ساخته شود. گاز محافظ مورد استفاده باید آرگون یا هلیوم یا ترکیبی از این دو باشد. آمپر و ولتاژ صحیح بسته به ضخامت لوله جوش داده شده متفاوت خواهد بود.
در جوشکاری GTAW از یک الکترود تنگستن استفاده می شود که مقدار کمی آلیاژ فلزی به نوک آن اضافه شده است. این به تثبیت قوس و کاهش آلودگی کمک می کند. گاز محافظ مورد استفاده معمولاً آرگون یا مخلوطی از هلیوم و آرگون است.
جوشکاری لوله
قبل از شروع جوشکاری، مهم است که لوله را از قبل گرم کنید تا شوک حرارتی در حین جوشکاری کاهش یابد. دمای پیش گرم می تواند بسته به ضخامت لوله و روش جوشکاری مورد استفاده متفاوت باشد.
در حین جوشکاری، حفظ قوس پایدار و سرعت جوشکاری ثابت اهمیت دارد. مشعل جوش باید تقریباً 15-20 درجه از موقعیت عمود بر زاویه باشد.
همانطور که جوش پیشرفت می کند، مهم است که اطمینان حاصل شود که مهره جوش صاف و یکدست است. هر گونه نقص یا بی نظمی باید فوراً با تنظیم سرعت جوش یا آمپر و ولتاژ برطرف شود.
پس از اتمام جوشکاری، لوله باید به آرامی خنک شود تا از ترک خوردن یا سایر عیوب جلوگیری شود.
درمان های پس از جوشکاری
هنگامی که جوشکاری کامل شد، لوله ممکن است به برخی درمانهای اضافی مانند تنش زدایی یا بازپخت نیاز داشته باشد. تنش زدایی شامل گرم کردن لوله تا دمای خاص و نگه داشتن آن برای مدت زمان معینی است. این به کاهش هر گونه تنش پسماند که ممکن است در حین جوشکاری انباشته شده باشد کمک می کند.
بازپخت شامل گرم کردن لوله تا یک دمای خاص و سپس خنک کردن آهسته آن است. این فرآیند به نرم شدن فلز و کاهش هرگونه تنش یا سختی پسماند کمک می کند.
نتیجه
جوشکاری لوله تیتانیوم نیاز به آماده سازی دقیق، انتخاب روش جوشکاری مناسب و راه اندازی تجهیزات مناسب دارد. با تکنیک ها و تخصص مناسب می توان به یک اتصال جوش قوی و قابل اعتماد دست یافت.