Punti chiave della saldatura TIG per tubi in lega di titanio

Il titanio reagisce facilmente con l'ossigeno, l'azoto e l'idrogeno a temperature superiori a 400 gradi, provocando infragilimento della saldatura, soffiature, crepe e altri difetti. Per questo motivo, la saldatura TIG deve seguire processi rigorosi caratterizzati da protezione completa-del gas inerte, basso apporto di calore e costruzione pulita.

 

 

La saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW/TIG) con elettrodo positivo in corrente continua (DCEP) è il metodo migliore pertubi in lega di titanio.

• Spessore parete inferiore o uguale a 3 mm: saldatura TIG completa
• Spessore parete > 3 mm: saldatura di supporto TIG + riempimento e tappatura MIG
• Severamente vietati: saldatura ad arco con metallo protetto (SMAW), saldatura con gas CO₂, saldatura a ossi-carburante

 

Requisiti dell'attrezzatura:

• Dotato di funzioni di innesco dell'arco ad alta-frequenza, attenuazione della corrente e erogazione del gas ritardata
• Tempo di erogazione gas ritardato Maggiore o uguale a 15s
• Vengono selezionati elettrodi di tungsteno di cerio, con la punta rettificata in un cono di 30 gradi –45 gradi e un diametro di 1,0–3,0 mm

 

 

1. Preparazione e assemblaggio della scanalatura

• Viene comunemente utilizzata la scanalatura a V-, con un angolo di 60 gradi –70 gradi e una faccia della radice di 0,5–1,5 mm
• Spazio di assemblaggio compreso tra 1,0 e 2,0 mm e disallineamento inferiore o uguale al 10% dello spessore della parete
• La saldatura a punti dovrà adottare lo stesso procedimento, con punti di saldatura corti e protezione adeguata; tutti i difetti devono essere eliminati

 

2. Pulizia approfondita

• Pulizia meccanica: rimuovere le incrostazioni di ossido con spazzole metalliche in acciaio inossidabile o carta vetrata
• Pulizia chimica: Sgrassaggio con acetone → Decapaggio con soluzione al 5% di HF + 35%HNO₃ → Risciacquo con acqua pulita → Asciugatura
• Completato entro 2 ore prima della saldatura; macchie di olio, acqua e polvere sono severamente vietate
• Gli operatori devono indossare guanti bianchi puliti e non devono toccare direttamente la scanalatura

 

3. Ambiente di saldatura

• Velocità del vento Inferiore o uguale a 1,5 m/s; le misure di protezione dal vento sono un must
• Temperatura ambiente maggiore o uguale a 5 gradi e umidità relativa minore o uguale al 60%
• Preriscaldamento locale a 50-100 gradi in ambienti a bassa-temperatura; è vietato il preriscaldamento ad alta-temperatura

 

 

Il successo della saldatura delle leghe di titanio dipende dalla protezione completa del gas argon senza angoli morti.

1. Requisiti per il gas protettivo

• Purezza dell'argon Maggiore o uguale al 99,99%, preferibilmente 99,995%
• Punto di rugiada Inferiore o uguale a -40 gradi e contenuto di acqua Inferiore o uguale a 50 mg/m³

 

2. Configurazione a tripla protezione

• Protezione dell'ugello anteriore: portata di 8–15 l/min con un ugello di-diametro grande
• Protezione del riempimento con argon posteriore: portata di 5–10 l/min; i due lati della scanalatura entro 150–300 mm devono essere sigillati con carta solubile
• Protezione Trailing Shield: lunghezza maggiore o uguale a 100 mm e portata di 5–8 l/min per coprire la zona ad alta-temperatura fino al raffreddamento

 

3. Operazioni di protezione delle chiavi

• Continuare l'erogazione del gas dopo l'estinzione dell'arco finché la temperatura di saldatura non scende a un valore inferiore o uguale a 350 gradi prima di spostare la torcia di saldatura
• L'estremità del cavo deve rimanere sempre nell'area protetta e non deve essere spostata fuori
• Temperatura di interpass per saldatura multi-strato Inferiore o uguale a 200 gradi; si consiglia la saldatura a freddo

 

 

1. Principio del basso apporto di calore

• Bassa corrente, arco corto, elevata velocità di saldatura e nessuna oscillazione della torcia
• Controllo dell'apporto di calore: 6–35 kJ/cm
• Evitare la grana grossa e il declino della plastica

 

2. Parametri tipici (per riferimento)

• Diametro dell'elettrodo di tungsteno: 1,6–2,4 mm
• Corrente di saldatura: 50–90 A per saldatura di supporto, 80–140 A per saldatura di riempimento
• Voltaggio dell'arco: 10–15 V
• Filo di saldatura: omogeneo con il metallo base (ERTi-2/ERTi-4 rispettivamente per TA2/TC4)

 

3. Specifiche operative

• Angolo di inclinazione della torcia di saldatura: 75 gradi –85 gradi; Angolo di inclinazione del filo di saldatura: 10 gradi –15 gradi
• Ridurre al minimo l'oscillazione laterale della torcia di saldatura per evitare di danneggiare la cortina di gas
• È vietato l'innesco casuale dell'arco sulla superficie metallica di base
• Riempire il cratere durante l'estinzione dell'arco e adottare l'attenuazione della corrente per prevenire cavità da ritiro

 

 

• Il bianco argenteo è il colore di saldatura ottimale; più scuro è il colore, minore è l'effetto protettivo:
• Bianco argentato: qualificato
• Giallo pallido: qualificato
• Blu scuro: leggera ossidazione, utilizzabile
• Grigio/Bianco-sporco: grave ossidazione, deve essere scheggiato e risaldato

 

 

Infragilimento da ossidazione

• Cause: guasto della protezione, temperatura eccessivamente elevata
• Contromisure: rafforzare la tripla protezione, adottare un'erogazione di gas ritardata, controllare rigorosamente la temperatura di interpass

Soffiature

• Cause: contaminazione da olio, umidità, argon impuro, portata inadeguata
• Contromisure: pulizia accurata, utilizzo di argon ad alta-purezza, mantenimento dell'arco corto, adozione di una portata adeguata

Crepe da freddo/Diminuzione della plasticità

• Cause: infragilimento da idrogeno, grana grossa
• Contromisure: controllare rigorosamente le fonti di idrogeno, applicare un basso apporto di calore, eseguire ricottura di distensione se necessario

 

 

• Ispezione visiva: assenza di crepe, soffiature, cavità o ossidazioni sulla superficie di saldatura
• Test con liquidi penetranti (PT) e test radiografici (RT)
• Levigare le aree fortemente ossidate ed eseguire saldature di riparazione, se necessario
• La ricottura sotto vuoto può essere condotta su componenti chiave per migliorare la plasticità e la stabilità

 

 

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