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Ursachen und Lösungen für Risse in Titanplatten und Titanstahl-Verbundplatten
2024-10-11

Risse sind ein häufiger Defekt beim Schweißen von Titanplatten. Risse in Titanschweißnähten sind Kaltrisse, die hauptsächlich durch Wasserstoff in der Schweißnaht verursacht werden. Die Hauptquelle für Wasserstoff ist Feuchtigkeit und Öl in der Platte und im Schweißdraht. Die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung ist der Hauptgrund für die Zunahme von Wasserstoff in Schweißnähten. 

Beim Schweißen löst sich unter der Einwirkung hoher Temperaturen eine große Menge Wasserstoff im Schweißbad. Während des Abkühlungs- und Verfestigungsprozesses der Schweißnaht kann Wasserstoff aufgrund der raschen Abnahme der Löslichkeit leicht entweichen. Wenn die Abkühlungsrate der Schweißnaht zu hoch ist, als dass Wasserstoff entweichen und in der Schweißnaht verbleiben könnte, befindet sich der Wasserstoff in der Schweißnaht im übersättigten Zustand. Daher sollte der Wasserstoff kräftig diffundieren und eine weitere Versprödung in diesem Bereich fördern.

Wenn sich in diesem Bereich eine Kerbe befindet und die Wasserstoffkonzentration hoch genug ist, kann ein Riss auftreten. Besonders bei Bauarbeiten im Winter ist die Umgebungstemperatur niedrig und Wasserdampf, der sich an der Titanplatte anlagert, schafft Bedingungen für eine Erhöhung des Wasserstoffgehalts beim Schweißen. Da die Titanplatte zu dünn ist (1,2 mm), nimmt die Stahlplatte die Temperatur auf und die Temperatur steigt langsam an, und die entsprechende Schweißnaht der Titanverbundschicht kühlt zu schnell ab. Beim Abkühlen hat der restliche Wasserstoff in der Schweißnaht keine Zeit zu entweichen und existiert in Form einer Übersättigung in der Schweißnaht, was letztendlich zur Entstehung von Rissen führt. Daher ist es beim Schweißen von Titanstahl-Verbundplatten erforderlich, die Oberfläche des Grundmaterials und des Schweißdrahts sorgfältig zu reinigen und die Umgebungstemperatur auf mindestens 5 °C zu halten. Bei Bauarbeiten im Winter wird die Flamme verwendet, um die Stahloberfläche der Basis vorzuwärmen und die Feuchtigkeit rund um die Schweißnaht zu entfernen. Ein weiterer Grund ist, die Temperatur der Schweißteile zu erhöhen und die Abkühlungsrate der Schweißnähte zu verringern.