Ploče otporne na habanje zavarene različitim metalima
Zavarivanje različitih metala koristi se u mnogim industrijskim područjima zbog svojih različitih svojstava i igra sve važniju ulogu u naprednoj proizvodnji. Ako je titan zavaren s pločom otpornom na habanje, titan Ti-ploča otporna na habanje može kombinirati dobru zavarljivost, otpornost na habanje i nisku cijenu ploče otporne na habanje s niskom gustoćom i dobrom otpornošću na habanje legure titana, i u potpunosti iskoristite komplementarne prednosti dvaju materijala u izvedbi i ekonomičnosti. Stoga se ploče otporne na habanje i različito zavarivanje legura titana naširoko koriste u kemijskoj, zrakoplovnoj i nuklearnoj industriji. Međutim, zbog razlika u fizikalnim i kemijskim svojstvima ploče otporne na habanje i legure titana, veliki broj krhkih intermetalnih spojeva lako se stvara na sučelju zavarivanja, pa se ne mogu dobiti visokokvalitetni rezultati zavarivanja. Stoga tradicionalni postupak zavarivanja taljenjem nije prikladan za različito zavarivanje ploča otpornih na habanje i legura titana. Iako se eksplozivno zavarivanje uspješno koristi u kompozitnim pločama od titanovog čelika otpornim na habanje, ono je prikladno samo za određene oblike izradaka i teško ga je široko koristiti.
Trenutno su glavne metode zavarivanja legura titana i ploča otpornih na habanje različitih metala difuzijsko zavarivanje, zavarivanje elektronskim snopom i lasersko zavarivanje. Lasersko zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom imaju prednosti brzog zagrijavanja i hlađenja, velikog omjera dubine i širine zavara i imaju dobar učinak na stvaranje krhkih spojeva pri zavarivanju različitih metala. Difuzijsko zavarivanje je postupak gotovo neto spajanja zbog svog malog temperaturnog gradijenta, čime se može dobiti bolja ujednačena struktura.
Prvo, difuzijsko zavarivanje
Difuzijsko zavarivanje odnosi se na metodu zavarivanja u kojoj su dvije površine povezane puzanjem i difuzijom kontaktne površine kako bi se zatvorile pore na površini spoja pod visokom temperaturom i određenim pritiskom. Izravno difuzijsko zavarivanje ploče otporne na habanje i legure titana može postići veću kvalitetu zavarivanja uglavnom kroz razumno usklađivanje temperature i vremena. Optimalna temperatura je općenito 900 stupnjeva ±50 stupnjeva, vrijeme je 30 ~ 60 minuta, kako bi se osiguralo da su pore na sučelju zatvorene i da je debljina Fe-Ti spoja mala; Tlak je oko 5 MPa, previsok će povećati zaostalo naprezanje spoja. σ faza, Fe2Ti, FeTi je spoj koji se lako formira kada se ploča otporna na habanje i legura titana difuziraju i zavare. Izravni kontakt između Fe i Ti elemenata može se izbjeći dodavanjem međusloja kao što su Ni i Cu, a Fe-Ti složena faza može se smanjiti ili inhibirati stvaranjem manje lomljive Ni-Ti i Cu-Ti faze, što može poboljšati čvrstoća spoja u određenoj mjeri. Ag kao međusloj može dobiti duktilni spoj, ali je cijena veća.
Drugo, zavarivanje elektronskim snopom
Načelo zavarivanja elektronskim snopom je korištenje toplinske energije koja se stvara bombardiranjem ubrzanog i fokusiranog snopa elektrona na zavar koji se nalazi u vakuumu ili bez vakuuma. Ima značajke visoke gustoće energije, brze brzine hlađenja i dobre upravljivosti, te može kontrolirati veličinu rastaljenog bazena i omjer fuzije dvaju metala. To je metoda zavarivanja različitih materijala s jedinstvenim prednostima. Međutim, ako se ploča otporna na habanje i legura titana zavaruju izravno zavarivanjem elektronskim snopom, u zoni zavarivanja nastaje veliki broj Fe-Ti spojeva, a spojevi ne mogu biti netaknuti. Potrebno je koristiti Cu i CU-V kompozitni međusloj kako bi se učinkovito spriječilo stvaranje krte faze, te poboljšala čvrstoća i žilavost zavarenih spojeva stvaranjem čvrstih otopina. Na temelju toga se gustoća snage, struja snopa i brzina zavarivanja prilagođavaju kako bi se kontrolirao unos topline, a pomak se mijenja kako bi se postigla odgovarajuća raspodjela topline i dodatno poboljšala kvaliteta zavarivanja.
Tri, lasersko zavarivanje
Lasersko zavarivanje je korištenje zračenja laserske zrake visokog intenziteta na metalnu površinu, kroz interakciju lasera i metala, taljenje metala, čime se formira zavarivanje. Za zavarivanje različitih metala ploča otpornih na habanje i legure titana, lasersko zavarivanje ima veću brzinu zagrijavanja i hlađenja od zavarivanja elektronskim snopom, a izravni zavareni spojevi s određenom čvrstoćom mogu se dobiti korištenjem pristranog snopa, ali čvrstoća je niska i fluktuacija mase je velika. Rezultati zavarivanja slični zavarivanju elektronskim snopom mogu se dobiti korištenjem Cu kao međusloja.
