טיטניום הוא אלמנט כימי מתכתי עם הסמל הכימי Ti ומספר אטומי 22. סגסוגת טיטניום היא גם חומר מתכת חשוב הנמצא בשימוש נרחב בחלל, מכשירים רפואיים, תעשייה כימית ושדות אחרים בגלל משקלו הקל, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה טובה. עם זאת, בשל המאפיינים המיוחדים של סגסוגות טיטניום, ישנם כמה אתגרים ומומים ריתוכים פוטנציאליים בתהליך הריתוך.
ריתוך של סגסוגות טיטניום קשה יחסית. הקשיים והפגמים הפוטנציאליים בריתוך שלה באים לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:
תופעה של חיבוק: סגסוגות טיטניום מועדות להגיב עם חמצן אטמוספרי, חנקן, מימן וזיהומים אחרים בטמפרטורות גבוהות, ומייצרים תופעה של חיבוק בטמפרטורות גבוהות, ומפחיתים את הפלסטיות וקשיחותם של המפרקים המרותכים. כדי להימנע מהתפרקות, יש לשלוט על האווירה בתהליך הריתוך וטוהר החומר שיש לעבד.
סדקי ריתוך: יצירת סדקי הריתוך בסגסוגות טיטניום קשורה לתכולת לחץ ותכולת מימן, ולכן יש צורך לשלוט על הלחץ בתהליך הריתוך, להימנע מחימום יתר וקירור מהיר של החומר, ולהבטיח שאזור הריתוך יהיה יבש ונקי.
נקבוביות ריתוך: בתהליך הריתוך, בשל התגובה בין סגסוגת טיטניום לתחמוצות, קל לייצר נקבוביות ריתוך, מה שמפחית את חוזקם ואיטומם של מפרקים מרותכים. שימו לב לבקרת הגנת ארגון ותכולת החמצן של חומר הריתוך, כמו גם להבטיח שאזור הריתוך יהיה יבש ונקי.
למנוע ריתוך הבעיות לעיל, אמור לבצע עבודה טובה במדדי מניעת פגמים קשורים.
1. בחר בתהליך הריתוך המתאים ואת חוט הריתוך, על פי חומר הבסיס של סגסוגת טיטניום חומר וזיהומים לבחירת שיטת הריתוך המתאימה.
2. השתמש בגז מיגון באיכות גבוהה, וודא שהטוהר אינו פחות מ- 99.99%.
3. לנקות היטב ולטפל בחומר הבסיס ובחוט הריתוך לפני הריתוך כדי למנוע סדקים ושכבות.
4. נקוט אמצעי הגנת גז מתאימים לארגון לבריכה המותכת ולשטח הנגוע בחום הריתוך במהלך תהליך הריתוך כדי להבטיח איכות ריתוך. הכנה מראש:
טיפול פני השטח: פני סגסוגת הטיטניום נתון לטיפול גופני, כולל שיטות ירייה וניטוש של פיצוץ חול, כדי להסיר את עפר פני השטח ושכבה מחומצן. זה יכול לשפר את האיכות והאמינות של הריתוך.
טיפול כימי: כימיקלים כמו חומצות ובסיסים משמשים להמיס והסרת לכלוך ותחמוצות משטח סגסוגות טיטניום. טיפול כימי מסייע בשיפור האיכות והמאפיינים של המפרקים המרותכים.
ניקוי וייבוש: וודא שהאזור המרותך יבש ונקי כדי למנוע נקבוביות ומומים אחרים. השתמש בתנור ייבוש או בציוד חימום לפי הצורך כדי להבטיח טמפרטורה ולחות נאותים בסביבת הריתוך.
שיטות ריתוך נפוצות:
ריתוך קשת פלזמה: חימום והתכה של סגסוגות טיטניום באמצעות קשת פלזמה אנרגטית גבוהה, לרוב באמצעות קשת DC. לריתוך קשת פלזמה יש צפיפות אנרגיה גבוהה ומהירות ריתוך, המתאימים לצלחת סגסוגת טיטניום עבה יותר וחלקי ריתוך גדולים.
ריתוך קשת טונגסטן מוגן בגז (ריתוך GTAW): אלקטרודה טונגסטן שאינה מעטה לריתוך שיטת ריתוך קשת. כאשר מתבצעת ריתוך GTAW, אזור הריתוך מוגן מפני זיהום אטמוספרי עם גז מגן (בדרך כלל משתמשים בגזים אינרטיים כמו ארגון), ומשמש בדרך כלל הלחמה (מתכת מילוי) בשילוב.
היתוך ריתוך קשת ארגון (ריתוך MIG): שיטת ריתוך חצי אוטומטית או אוטומטית לחלוטין המשתמשת בגז ארגון כדי להגן על שטח הריתוך. ריתוך MIG פשוט לתפעול, ומתאים לריתוך לוחות סגסוגת טיטניום עבים יותר וחלקים מבניים גדולים.
ריתוך קשת של טונגסטן ארגון (ריתוך טיג): השימוש באלקטרודות טונגסטן ליצירת קשת חשמלית לחימום ולהמיס סגסוגת טיטניום, ובאמצעות שימוש בגז ארגון להגנה על שטח הריתוך. לריתוך TIG יש איכות ושליטה גבוהה על הריתוך, המתאים לריתוך צלחת דקה וריתוך מדויק.
ריתוך קורות אלקטרוני ואקום: בתנאי ואקום, קרן אלקטרונים משמשת לחימום וממיסת סגסוגת הטיטניום. ריתוך קרני אלקטרונים ואקום יש מהירות ריתוך גבוהה ואיכות ריתוך, המתאימה לחלקים מבניים סגסוגת טיטניום עבה יותר.
