Titaan Lassen Beheersen: Bewijst Proces en Technieken

Titaan Lassen

Titaan wordt beschouwd als een exotisch metaal vanwege zijn lage gewicht, goede sterkte, en corrosieweerstand. Echter, in het verleden werd gedacht dat correct titaan lassen alleen in afgedichte kamers uitgevoerd kon worden.

Het is een reactief metaal dat kan worden gecontamineerd door atmospherische gassen. Maar titaan lassen is eigenlijk niet zo moeilijk als veel lassers denken. Je hoeft alleen de juiste gasbescherming tijdens het lassen te handhaven, de rest is zeer vergelijkbaar met het lassen van andere metalensoorten.

Titaan en zijn legeringen worden het meest vaak gelast met gas tungstenen boog (GTA of WIG) en gas metaal-boog (GMA of MIG) lasprocessen. Weerstand, plasma boog, elektronenstraal, en wrijving lassen worden ook beperkt op titaan gebruikt. Al deze processen bieden voordelen voor specifieke situaties.

Titaan en de meeste titaanlegeringen zijn gemakkelijk lasbaar, met behulp van verschillende lasprocessen. Correct gemaakte lassen in de as-gewelste toestand zijn duktyl en, in de meeste omgevingen, even corrosiebestendig als het basismetaal. Onjuiste lassen, aan de andere kant, kunnen embrittled en minder corrosiebestendig zijn vergeleken met het basismetaal.

De technieken en uitrusting die gebruikt worden bij het lassen van titaan zijn vergelijkbaar met die vereist voor andere hoge-prestatie materialen, zoals roestvrij staal of nikkel-basis legeringen. Titaan eist echter meer aandacht voor schoonmaak en het gebruik van hulp inerte gasbescherming dan deze materialen.

Gesmolten titaan lasmetaal moet volledig beschermd worden tegen verontreiniging door lucht. Ook, hittebeïnvloede zones en de wortelkant van titaan lassen moeten beschermd worden tot de temperaturen dalen onder 427°C (800°F).

Titaan reageert gemakkelijk met lucht, vocht, vet, vuil, refractorien, en de meeste andere metalen om brosse verbindingen te vormen. De reactie van titaan met gassen en fluxes maakt gangbare lasprocessen zoals gaslassen, stokbooglassen, kernbooglassen, en onderpoederbooglassen ongeschikt.

Evenzo is lassen van titaan aan de meeste ongelijke metalen niet haalbaar, omdat titaan brosse verbindingen vormt met de meeste andere metalen; echter, titaan kan gelast worden aan zirconium, tantalum, en niobium.

Ondanks de voorzorgsmaatregelen die genomen moeten worden, lasten veel fabricagebedrijven routinematig en economisch titaan, producerend gesunde, duktiele lassen met vergelijkbare snelheden als veel andere hoge-prestatie materialen.

Een van de belangrijke voordelen van het lassen van de commercieel zuivere graden van titaan is dat ze meer dan 99% zuiver titaan zijn en er geen zorgen over segregatie zijn. Hetzelfde geldt voor lasdraad of staaf in commercieel zuivere graden.

Lasomgeving

De meeste titaanlassen vandaag de dag wordt gedaan in de open fabricagehal, hoewel kamerlassen nog steeds op beperkte basis praktijk wordt uitgeoefend. Veldlassen is algemeen. Waar ook het lassen gedaan wordt, is een schone omgeving nodig om titaan te lassen.

Een apart gebied, specifiek gereserveerd voor het lassen van titaan, helpt bij het maken van kwalitatieve lassen. Dit gebied moet schoon gehouden worden en geïsoleerd van vuilproducerende operaties zoals slijpen, brander snijden, en schilderen. Daarnaast moet het lasgebied vrij zijn van luchttochten en vochtigheid gecontroleerd.

Lasvoorbereiding

Een van de belangrijkste factoren in het bepalen van een kwalitatieve titaanlas is de correcte voorbereiding van de las.

• Reinig het oppervlak van het titaan om alle onzuiverheden te elimineren en olie, vet of vuil te verwijderen. Het is het beste om chemicaliën specifiek ontworpen voor titaan te gebruiken. Onthoud: hoe schoner het titaan, des te sterker je gecreëerde las zal zijn.
• Om de verontreinigingen te verwijderen, kun je een stoomreiniger of een uitgezette oplossing van natriumhydroxide gebruiken.
• Gebruik een kleine heetluchtblazer om ervoor te zorgen dat er geen vocht meer op het oppervlak is. Zorg er echter voor dat je het niet op brandbare oplosmiddelen gebruikt.
• Zorg ervoor dat alle lasonderdelen ook schoon en droog zijn.
• Gebruik nooit chloor-gebaseerde reinigingsoplossingen op titaan.
• Zelfs je handen kunnen een bron van verontreiniging zijn. Maar houd er rekening mee dat rubberen handschoenen chloor kunnen bevatten, dus kies liever voor plastic of katoenen handschoenen.
• Voordat je de boog aanslaat, zorg ervoor dat de oplosmiddelen die je gebruikte om het oppervlak te reinigen, volledig verdampt zijn, aangezien ze meestal een laag vlampunt hebben.

Kies Een Beschermingsgas

Aangezien titaan gemakkelijk reageert met lucht, olie, vuil, vocht, en andere metalen om brosse verbindingen te vormen, is het gebruik van het juiste schildgas essentieel als je erop uit bent om ervoor te zorgen dat je eindigt met een sterke las. Meestal gebruiken de meeste lassers 99,999% zuiver Argon voor het proces. Alleen echt zuiver Argon en Helium bieden optimale bescherming tegen de atmosfeer.

Wanneer je het schildgas voor je lasproject koopt, zorg ervoor dat je deze gas alleen van betrouwbare leveranciers krijgt. Zelfs als de Argon iets minder zuiver is dan vereist, kan dit resulteren in verkleuring. Je eindigt met een geeltig getinte las, wat niet iets is wat je wilt. Ongerezuiverd gas of onvolledige dekking kan ook blauwe tinting en vlekken veroorzaken.

Bij titaan moet je ervoor zorgen dat niet alleen de voor- maar ook de achterkant beschermd wordt tegen de atmosfeer. Elk gebied dat warmtebeïnvloed is, zal een nadelige reactie hebben als het in contact komt met zuurstof.

Voor kleinere onderdelen kun je afgeschermde compartimenten gebruiken gemaakt van handschoendozen die gevuld zijn met schildgas. Je kunt zelfs speciaal gemaakte polyetheen purge gaskamers gecombineerd met een purge monitor gebruiken. Hiermee kun je verifiëren dat de kamer voldoende Argon heeft voor optimale bescherming.

Als je op zoek bent naar een ideaal dekkingsniveau tijdens het lassen, hier zijn drie stappen die je moet volgen:

• Primair Schilden – meestal ingebouwd in de lasbrander en biedt de primaire dekking nodig voor het beschermen van het gesmolten lasbad. Je kunt een standaard, watergekoelde brander gebruiken die uitgerust is met een keramische kop en gaslenzen. We suggereren dat je een brander met een bredere kop kiest voor de beste dekking.
• Secundair Schilden – Achtervolgschilderen bieden secundaire bescherming. Ze zijn bevestigd aan het einde van de meeste lasbranders en garanderen dat alle warmtebeïnvloede gebieden veilig worden gehouden tegen verontreiniging.
• Reserve Schilden (Backup Shielding) – Deze apparaten lijken op achtervolgschilderen en dienen vrijwel dezelfde functie. Ze zijn ofwel handgehouden apparaten of worden in positie getaped. Ze komen zelden vooraf gemonteerd in de lasbrander.

Het Juiste Vulmateriaal Selecteren

Bij het kiezen van het vulmetaal om titaan en zijn legeringen te lassen, adviseren we je om een vuldraad te kiezen die primair dezelfde eigenschappen bezit als het basismateriaal. Je kunt ook een draad selecteren die gecategoriseerd is in een sterkteniveau dat één graad lager is dan het basismateriaal. In sommige situaties kan de lasser zelfs een hele andere categorie vuldraad gebruiken.

Je keuze van vuldraad hangt af van de eigenschappen en de combinatie van de verbinding. Om de verbindingsduktiliteit te verbeteren:

• Bij het lassen van ongelegeerd titaan van hogere sterkte, gebruik een vulmetaal dat lager is in strekkingsgrens van de basis.
• Je kunt ongelegeerd vulmateriaal gebruiken bij het lassen van titaan uit de Ti-5Al-2.5Sn en Ti-6Al-4V classificaties.
• Een andere optie is vulmetaal met lagere percentages van zuurstof, stikstof, waterstof, koolstof, en andere legeringselementen dan het basismetaal.

Bruikbare Lasprocessen

Bij het lassen van titaan en titaanlegeringen, kun je elk van de volgende lasprocedures gebruiken:

• Elektronenstraallaseren (EBW)
• Gas-tungstenen booglassen (GTAW) of (WIG) Tungsten Inert Gas Lassen
• Weerstandslassen (RW)
• Laserstraallaseren (LBW)
• Plasma booglassen (PAW)
• Gas-metaal booglassen (GMAW) of (MIG) Metaal Inert Gas
• Wrijving lassen (FRW)

1. Elektronenstraallaseren

Dit is een smeltproces dat een hoge-snelheid elektronenstraal gebruikt om twee metalen te verbinden. Wanneer de straal in contact komt met de metaalstukken, genereert het intense hitte. De twee platen smelten en smelten samen om een solide verbinding te vormen. Luchtvaart- en vliegtuigproductie-industrieën gebruiken elektronenstraallaseren vanwege de duurzaamheid van de geproduceerde verbindingen.

Je kunt het elektronenstraallaserproces gebruiken voor platen variërend van 6 mm tot 76 mm en meer. Het proces produceert hoge-kwaliteit lassen met lage verontreinigingsniveaus omdat het proces plaatsvindt in een hoge vacuüm atmosfeer.

2. Tungsten Inert Gas / GTAW

WIG of GTA lasprocessen gebruiken een niet-verbruikbare tungsten elektrode die stroom overdraagt naar de lasboog. Schildgas wordt gebruikt om het lasbad te beschermen tegen externe verontreiniging, wat kan resulteren in zwakke en lage-kwaliteit lassen. In het proces heb je een vulmetaal of draad nodig voor de lasverbinding.

Het is een breed gebruikt proces voor het lassen van titaan en zijn legeringen. Je kunt WIG zonder vulmateriaal gebruiken voor vierkante stootlas naden op basismetalen tot 2,5 mm dikte. Voor dikker platen moet je vulmateriaal gebruiken om te garanderen dat de resulterende lasverbinding duurzaam is.

3. Weerstandslassen (RW)

Weerstandslassen is een thermo-elektrisch procedure. Het verbindt twee metaalstukken door een gecontroleerde stroom door de platen te laten lopen voor een gecontroleerde periode. Het is gebruikelijk om een aanzienlijke hoeveelheid druk voor de procedure te gebruiken. In deze methode is hitte strikt beperkt tot het gebied dat verbonden moet worden.

Je kunt weerstandslassen gebruiken om titaan en zijn legeringen te verbinden voor punt- of continue lassen. Het is bijzonder nuttig wanneer het gaat om het lassen van titaan met andere metalen zoals koolstofstaal of roestvrij staal platen.

4. Laserstraallaseren (LBW)

Dit is een ander smeltlasproces dat twee metaalstukken verbindt via een laser. Het verhit het snijpunt tussen de twee platen, die smelten en samensmelten, de verbinding vormend. Eenmaal het gesmolten lasbad afkoelt en verzilidt, resulteert het in een stevige, duurzame las.

Lassers prefereren nu steeds vaker laserstraallaseren voor titaan omdat het de noodzaak voor een vacuümkamer wegnemt. Echter, het gebruik van schildgas is nog steeds een must omdat het risico op verontreiniging blijft.

Hoewel een laserstraal en elektronenstraal beide smeltlasprocedures zijn, is het bereik van de eerste meer beperkt. Je kunt het proces niet efficiënt gebruiken op titaanplaten dikker dan 13 mm.

5. Plasma Booglassen (PAW)

Plasma Booglassen is vergelijkbaar met WIG omdat het ook een boog gebruikt tussen een tungsten elektrode en het werkstuk. Het is geschikt voor gebruik op bijna alle titaanclassificaties en presteert goed zelfs op dikke metalenplaten. Met de sleutelgattechniek kun je het ook gebruiken op een eenpas plaat tot 13 mm dik.

6. Metaal Inert Gas (MIG) / Gas-Metaal Booglassen (GMAW)

MIG-lassen gebruikt een vast vulmetaal draad dat continu verhit en gevoerd wordt via een laspistool. Het proces vereist het gebruik van schildgas om het lasbad te beschermen tegen verontreiniging. Veel lassers prefereren GMAW voor zijn hoge metaaldepositie en productiviteitssnelheden.

Je kunt het proces ook gebruiken voor titaanlassen op platen die dikker zijn dan 3 mm. Met de gepulste stroomtechniek kun je hoge-kwaliteit lassen produceren. De methode bewijst minder kostelijk dan anderen, met name voor gebruik op titaanplaten dikker dan 13 mm.

7. Wrijving Lassen (FRW)

Zoals de naam impliceert, gebruikt de methode wrijving om twee metaalstukken te verbinden. Het is een vastestof lasproces waarin de resulterende verbinding zo sterk is als de basis. Het wordt breed gebruikt in diverse industrieën en is nuttig voor het verbinden van pijpen, buizen, of staven. Het presteert bijzonder goed in situaties waar je verbindingsschoonmaak kunt bereiken zonder het gebruik van aanvullende beschermende maatregelen.