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Technologie de soudage des plaques de titane et mesures pour éviter la formation de pores
2024-10-11

1. Pollution par les gaz 

(1) Préparez-vous avant le soudage. Nettoyez soigneusement la surface de soudure pour éviter l'invasion d'hydrogène, d'oxygène et d'azote. 

(2) Un débitmètre de gaz argon précis est sélectionné pour contrôler le débit de gaz. Le débit de gaz est sélectionné pour obtenir un bon effet de protection. Le débit d'argon a une influence considérable sur la protection. Un débit excessif n'est pas facile à former une couche de flux d'air stable, mais au contraire, un flux turbulent se forme dans la zone de protection, ce qui fait que le gaz nocif est immergé dans le bain de fusion et rend la surface de soudure sujette aux microfissures. La protection n'est pas en place en raison d'un débit d'air trop faible et l'effet de protection ne peut pas être atteint. Lorsque le débit de gaz argon dans le couvercle de remorquage est insuffisant, les cordons de soudure présentent des couleurs d'oxydation différentes.

(3) Renforcer la protection de la soudure. Pendant le soudage, l'extrémité du fil de soudage ne doit pas être retirée de la zone de protection du gaz argon ; Français : Lorsque l'arc est rompu et le cordon de soudure fermé, la protection au gaz argon doit être poursuivie jusqu'à ce que le cordon de soudure et le métal dans la zone affectée thermiquement soient refroidis en dessous de 100 ℃.

 2. Problème de fissure dans les joints de soudure

 Soudage du titane, la possibilité de formation de fissures à chaud dans les joints de soudure est très faible, c'est parce que le titane et l'alliage de titane dans les impuretés telles que S, P, C, et ainsi formés par S, P, eutectique à bas point de fusion difficile dans la limite des grains, combiné à une plage de température de cristallisation efficace est étroite et petite, le retrait de solidification du titane et de l'alliage de titane est faible, le métal soudé ne produit pas de fissure à chaud.

 Pendant le soudage du titane, des fissures à froid peuvent apparaître dans la zone affectée thermiquement, ce qui se caractérise par des fissures survenant plusieurs heures ou même plus longtemps après le soudage. Français Les résultats montrent que les fissures sont principalement causées par l'influence du carbone et de l'hydrogène et par la vitesse de refroidissement rapide. Le moyen d'éviter ce type de fissure retardée est principalement de réduire la source d'hydrogène et de carbone dans le joint de soudure, et de protéger et nettoyer la zone de soudure avant le soudage pour éviter la contamination par des impuretés nocives.

 Deuxièmement, la température entre les couches doit être strictement contrôlée. Dans le but d'une bonne fusion, un faible apport de chaleur est utilisé autant que possible pour réduire le taux de fusion.

Pour adapter un fil de petit diamètre à un faible courant de soudage, une technologie de cordon étroit et un soudage rapide. Il est préférable de contrôler la vitesse de refroidissement autour de 100℃/s.

 3. Porosité dans les cordons de soudure

 La porosité est un défaut relativement facile causé par le soudage des plaques de titane, principalement en raison de l'effet de l'hydrogène. La surface de la plaque et du matériau de soudage n'est pas propre, l'eau et la graisse sur les gants de l'opérateur, les grains de sable et la poussière volante sous la meuleuse d'angle sont toutes des sources d'hydrogène. La porosité du métal de soudure affecte principalement la résistance à la fatigue du joint. Les mesures technologiques pour empêcher la formation de pores sont les suivantes : (1) Le gaz néon protecteur doit être pur et sa pureté ne doit pas être inférieure à 99,99 %. Des tubes en plastique renforcé doivent être utilisés pour les voies respiratoires et les tubes en caoutchouc ne doivent pas être utilisés.

(2) Retirez soigneusement la surface des pièces à souder, l'huile de revêtement d'oxyde de surface du fil de soudage et d'autres matières organiques.

 (3) Une bonne protection contre le gaz est appliquée au bain de fusion pour contrôler le débit et le débit d'argon afin d'éviter le phénomène de turbulence et d'affecter l'effet de protection.  

(4) Une sélection appropriée des paramètres du processus de soudage peut augmenter le temps de séjour du métal de soudure dans le bain de soudure pour faire s'échapper les bulles et réduire efficacement les pores.  (5) Un faible apport de chaleur est utilisé dans le soudage, et le soudage à l'arc sous argon pulsé est meilleur, ce qui peut non seulement améliorer la plasticité du joint, réduire la surchauffe et les cristaux grossiers, et réduire la déformation, mais aussi augmenter la profondeur de fusion et réduire la génération de pores.

 4. Préparation avant le soudage

 Le site de soudage du titane doit être divisé en une zone séparée, le personnel non professionnel n'est pas autorisé à entrer, afin de protéger la zone propre, tout le personnel de soudage doit porter des vêtements de travail propres, porter des gants tricotés ou des gants en peau de mouton fins, ne peut pas porter de gants en coton, entrer dans le réservoir de soudage, les chaussures doivent être couvertes.

 Les surfaces intérieures et extérieures de la rainure et ses deux côtés à moins de 50 mm et la surface du fil de soudage doivent être nettoyés des taches d'huile. Le film d'oxydation, les bavures et les défauts de surface doivent être éliminés à l'aide d'une brosse métallique en acier inoxydable austénitique à lime fine, d'une fraise et d'autres méthodes mécaniques. Les outils de nettoyage doivent être dédiés et maintenus propres. Après le nettoyage mécanique, la surface doit être dégraissée avec de l'acétone ou de l'éthanol sans soufre avant le soudage. Il est interdit d'utiliser des solvants chlorés tels que le trichloréthylène et le tétrachlorure de carbone. Les fibres de coton ne doivent pas être fixées à la surface de la rainure. Conformément aux exigences techniques, le test « Ferrion » a été effectué sur l'environnement de soudage avant le soudage, et le test de pollution « ions fer » a été effectué autour du cordon de soudure, et le soudage n'a été effectué qu'après avoir réussi le test.

 La qualité du nettoyage affectera directement l'apparition de fissures de soudage, lorsque la qualité du nettoyage n'est pas bonne, elle générera une couche de couche d'aspiration grise sur la surface du matériau de base et du fil de soudage, entraînant l'apparition de fissures et de pores de soudage, les points suivants doivent donc être pris en compte lors du nettoyage : 

(1)  Utilisez d'abord le décapage. La lotion acide était de 2%~4%HF+30%~40%HN03+H20(marge). Enfin, rincez à l'eau claire et séchez au sèche-cheveux. Avant de souder, frottez avec de l'acétone ou de l'alcool. (2)  Le fil de soudage doit généralement être déshydrogéné après le décapage, avant le soudage avec un dégraissage à l'acétone. (3) N'utilisez pas de dégraissage à l'oxyde. (4) Ne portez pas de gants en caoutchouc lors du nettoyage, afin de ne pas provoquer de réaction du caoutchouc et du solvant dégraissant afin de ne pas créer de porosité de la soudure. (5) Le joint de soudure après le nettoyage. Le soudage doit être terminé immédiatement et ne doit pas durer longtemps (généralement pas plus de 4 heures), sinon il doit être nettoyé à nouveau selon les étapes précédentes. Le couvercle de protection utilisé dans le soudage du titane est très important. Un soudeur qualifié, sans une bonne couverture de protection, même si la soudure est à nouveau belle, toute oxydation après la couleur de soudage, la soudure n'est toujours pas qualifiée et doit être mise au rebut. 

5. Principes essentiels du fonctionnement du soudage à l'arc manuel au tungstène et à l'argon au titane 

1) Dans le soudage à l'arc manuel à l'argon, l'angle minimum entre le fil de soudage et les pièces à souder doit être maintenu autant que possible (10~15°). Le fil de soudage est envoyé dans le bain de fusion en douceur et uniformément le long de l'extrémité avant du bain de fusion. L'extrémité du fil de soudage ne doit pas être retirée de la zone de protection du gaz argon. 

2) Pendant le soudage, le pistolet de soudage ne oscille pas latéralement. Lorsqu'il doit osciller, la fréquence doit être faible et l'amplitude d'oscillation ne doit pas être trop grande afin d'éviter d'affecter la protection de l'argon. 3) Lorsque l'arc est rompu et que le cordon de soudure est terminé, la protection au gaz argon doit être poursuivie jusqu'à ce que le cordon de soudure et le métal dans la zone affectée par la chaleur soient refroidis en dessous de 100℃. 4) La qualité du nettoyage affectera directement l'apparition de fissures de soudure. En cas de mauvaise qualité de nettoyage, une couche d'aspiration blanc grisâtre sera générée à la surface du matériau de base et du fil de soudure, entraînant l'apparition de fissures et de pores de soudure. 6. Base de sélection des paramètres de processus 1) Si le courant de soudage est important, le soudage est très lisse, mais la granulométrie du cordon de soudure est importante, les performances sont médiocres et une contrainte résiduelle importante se produit facilement autour du cordon de soudure. Par conséquent, la limite supérieure du courant de soudage doit être contrôlée. Lors de la détermination du courant de soudure d'angle de la plaque de recouvrement, le courant de soudage doit être de 130 à 140 A après la première auto-fusion et l'ajout du deuxième fil. 2) La tension de l'arc est en fait la longueur de l'arc. Les soudeuses à l'arc à l'argon courantes n'ont pas de boutons de sélection de tension, l'arc doit donc être aussi court que possible pour contrôler la tension de l'arc entre 14 et 16 V. 3) Le titane a une mauvaise conductivité thermique lors du soudage, le courant et la vitesse doivent donc être bien adaptés, sinon la fusion n'est pas bonne. Français Selon le test, lorsque le courant de soudage est de 130-140 A, la vitesse de soudage est de 160-170 mm/min.

4) Détermination du débit de gaz argon 

Pendant le soudage, la zone de soudage en titane derrière le bain de soudure dans un rayon de 100 mm (y compris la soudure et les deux côtés de la zone affectée par la chaleur) doit être refroidie dans l'atmosphère de protection au gaz argon, sinon le cordon de soudure sera oxydé et changera de couleur, ce qui dégradera les performances. Après des essais sur le terrain, le débit final de gaz argon a été déterminé comme suit : 10-11 l/min pour la buse, 12-13 l/min pour le boîtier et 3-5 l/min pour l'arrière.

5) Le soudage à l'arc sous argon de la plaque de titane adopte une source d'alimentation de soudage à l'arc sous argon CC avec des caractéristiques externes descendantes et un démarrage d'arc à haute fréquence. Français Les pièces extrêmes en tungstène doivent être meulées en forme conique et un soudage à plat à rotation horizontale doit être adopté. Le chalumeau de soudage doit être alimenté en air à l'avance et le dispositif d'atténuation du courant et le dispositif de protection contre le retard du gaz doivent être utilisés lorsque l'arc est éteint. Le temps de retard du transfert de gaz ne doit pas être inférieur à 15 secondes pour éviter l'oxydation et la pollution du cordon de soudure.

 7. Assemblage

 Afin de réduire la déformation de soudage, le soudage de positionnement doit être effectué avant le soudage, et le soudage de positionnement doit adopter les mêmes matériaux de soudage et le même procédé de soudage que le soudage formel, c'est-à-dire que le fil de soudage, les paramètres du procédé de soudage et les conditions de protection contre le gaz doivent être les mêmes que le joint de soudage. Avant le soudage, retirez la couche d'oxyde, la graisse, l'humidité, la rouille, etc. sur la surface du fil de soudage, la rainure et les deux côtés dans un rayon de 20 mm, et doit être soudé par des soudeurs qualifiés. Le soudage en position doit être effectué sur la soudure de base, la longueur de soudure doit être de 10 à 15 mm, l'espacement doit être de 100 à 150 mm et la hauteur ne doit pas dépasser 1/3 de l'épaisseur de la paroi. Jeu de 0 à 1 mm et bord émoussé de 0 à 1,0 mm.

  La soudure ne doit pas présenter de défauts tels que des fissures, des pores, des inclusions de scories et une décoloration par oxydation, et doit être éliminée à temps lorsque des défauts sont détectés.