Titanijum i aluminijum, kao dva važna lagana metalna materijala sa niskom gustoćom, visokom specifičnom čvrstoćom i dobrim otporom korozije, široko se koriste u zrakoplovstvu, transportu, proizvodnji vozila, hemijskoj industriji i drugim poljima. Međutim, u modernom inženjerstvu, složeni radni uslovi predstavljaju veće izazove na uslužnim učinkom radnih komada, koji promoviraju razvoj i primjenu kompozitnih konstrukcija. Kompozitni članovi sastavljeni od legure od titanijuma i legura aluminija mogu maksimizirati karakteristike performansi dva materijala, ali njihov proces zavarivanja suočen je s mnogim poteškoćama.
Zbog značajnih razlika između titanijuma i aluminija u termofizičkim i mehaničkim svojstvima, poroznosti, pukotina i drugih problema su skloni da se pojave tokom postupka zavarivanja. Među njima, intermetralni spojevi formirani metalurškim reakcijama jedan su od važnih razloga koji vode do pogoršanja performansi TI / Al Disimilarnih zglobova materijala. Dakle, koji su specifični razlozi za poteškoće za zavarivanje titanijuma i aluminija?
Prvo, aluminijum i titanijum interakciju vrlo lako sa kisikom. Reakcija aluminija i kisik stvorit će gust i vatrostalni Al2O3 (oksidni film), njegova tačka topljenja do 2050 stupnjeva, koja će ometati kombinaciju dva osnovna metala, što rezultira da su zavarivanja skloni uključivanjem. Titanijum počinje oksidirati u 600 stepeni. Što je veća temperatura, to je teška oksidacija, generirajući TIO2 (titanijum dioksid), koji u zavari izlazi intermedijarni krhki sloj, čime se smanjuje plastičnost i žilavost zavarivanja.
Drugo, aluminijum i titanijum će proizvesti različite reakcije na različitim temperaturama. Na 146 0 stepen, oni će formirati sopstveni sloj tikane (titanijum aluminide) koji sadrže 36,03% masovne frakcije aluminija, povećavajući se od metala; u 1340 stupnjeva, formiranje tial3 (tianium tri-aluminigrani) sadrže 60% na 64% masovnog djela aluminija; A kad masovni dio titanijuma sadrže 0,15%, formiranje titanijuma u aluminijskom čvrstom rješenju. Te reakcije povećavaju poteškoće za zavarivanje.
Pored toga, međusobno rastvorljivost aluminija i titanijuma je vrlo mala. U 665 stepeni, rastvorljivost titanijuma u aluminijumu je 0. 26% do 0. 28%, a rastvorljivost postaje manja jer temperatura opada; Kada temperatura padne na 2 0 stepen, rastvorljivost titanijuma u aluminijumu se smanjuje na 0,07%. Istovremeno, rastvorljivost aluminija u titanijumu je još ograničena, što donosi velike poteškoće u formiranju zavara između dva osnovna metala.
Nadalje, aluminijum i titanijum imaju veliku količinu apsorpcije visokotemperaturne pline. Tečni aluminijum može se otopiti puno vodonika, gotovo nerastvorljivo u čvrstom stanju, zavarivo učvršćuje kada hidrogen ne može pobjeći na vrijeme. Vodonik u titanijumu ima veliku rastvorljivost, vodonik sa niskom temperaturom okupio se u pore, tako da plastičnost zavarivanja, žilavosti, sklonost krhkim pucanjem.
Istovremeno, aluminijum i titanijum takođe će formirati lomljive jedinjenje s drugim nečistoćima. Aluminijum i kisik koji formira oksid povećava se od metala; Titanijum i azot koji formiraju titanijum nitrid, tako da se plastičnost metala se smanji; Titanijum i ugljik koji se formiraju karbidom, kada je masovni frakcija ugljika veći od 0. 28%, dva osnovna metalna zavarivost znatno lošija.
Pored toga, toplotna provodljivost i koeficijent linearnog širenja aluminija i titanijuma vrlo su različiti. Toplinska provodljivost aluminija (206.9WM -2- k -1) je oko 16 puta veće od titanijuma (13,8 sat -2- k -1); A koeficijent linearnog širenja aluminija je oko 3 puta veće od titanijuma. Ova razlika može lako dovesti do pukotina pod stresom.
Konačno, legirani elementi u aluminijumu i titanijumu lako se spaljuju i isparavaju tokom postupka zavarivanja. Kada se legira aluminij ili aluminijum, od njegovog tačke niske elemente poput magnezijuma, cinka, itd. Počeli su sagorjeti ili isparavati; Kada je dostigao talište od titanijum ili legure titana (1677 stepeni), aluminijski i ostali legirani elementi spaljeni isparavanje više, što rezultira neujednačenim hemijskim sastavom zavarivanja i smanjene čvrstoće.
Ukratko, titanijum i aluminijumske poteškoće uglavnom uključuju oksidaciju aluminija i titana, uzajamna rastvorljivost, a apsorpcija visokotemperaturne pline, formiranje krhkih spojeva s drugim nečistoćom i koeficijentom termičkog širenja razlike između relevantnih elemenata izgorjela je isparavanje i druge aspekte. Te poteškoće treba riješiti poduzimanjem ciljanih mjera u proces zavarivanja.
