チタンの溶接:適切なシールドの課題

チタンは酸素との反応性が高いため、チタンの溶接は、最も熟練した経験豊富な溶接工にとっても非常に困難な場合があります。周囲の空気に存在する遊離酸素が溶接部に浸透し、早期の亀裂が発生しやすくなります。したがって、不活性ガス、できればアルゴンまたはヘリウムで満たされたチャンバー内で溶接プロセス全体を実行することが不可欠です。

溶接作業者が酸素供給をブロックするために溶接領域自体だけでなく、ワークピース全体をシールドしようとすると、溶接プロセスは非常に困難になる可能性があります。これには、慎重な不活性ガス管理と、トレーリング シールドやパージ ダムなどの特殊な溶接装置が必要です。また、周囲の酸素に浸透したり、シールドガスを妨害したりする可能性のある動きを制限するために、手と目を同時に使用する必要があります。ただし、これらの課題のいくつかを克服するために実装できる方法があります。

この記事では、チタンの溶接中にシールドの故障を回避する方法、チタンの品質が重要な理由、地元の金属サプライヤーから購入する際に高品質の金属を確実に受け取る方法について詳しく説明します。

チタン溶接時のシールド破損を回避する方法

チタンの溶接は多少難しい場合がありますが、次の方法を実装して、シールド障害の最も一般的な原因のいくつかを回避しようとすることができます.

一次および二次シールド

明るく輝く溶接を実現するには、一次シールドの有効性を評価することが重要です。大きなガス レンズとセラミック カップ サイズ (3/4 インチまたは 1 インチ) を備えた溶接トーチを使用することで、溶接パドルの適切なシールドを実現できます。アークを発生させている間、乱流を避けるためにガス流量を 20 cfh 近くに保ち、溶接部が冷えて明るく銀色の外観を放つまでシールドを維持します。

この点で、トレーリング シールドはより高速な溶接を実現し、高品質のガス カバレッジを確保できます。高度なトレーリング シールドにより、溶接機は溶接トーチを変更することなく、さまざまなシールド サイズを簡単に交換できます。その結果、溶接工は再加工や溶接欠陥を防ぎ、ガス消費量を削減できます。

バックアップ シールド

核融合領域を周囲の酸素から完全に保護するために、その場しのぎの遮蔽装置を使用できます。この手順では、ワークピースをホイル (アルミニウム、スチール、またはプラスチック) で完全に覆い、内部の空間を不活性ガスで満たします。この点で、アルゴンはヘリウムよりも密度が高く、費用対効果の高い不活性ガスです。ただし、溶接部がシールド デバイスの上にある場合を除きます。

均一な溶接ジョイント設計

適切な溶接適合により、溶け落ちを回避し、ルーズ エンド内に閉じ込められた空気による汚染のリスクを最小限に抑えることができます。これは、チタン製のチューブやパイプを溶接している間、クランプを使用してジョイントを固定することで確実に行うことができます。また、接合面は滑らかで清潔に保たれ、不純物がないようにする必要があります。鋭利なヤスリで鋭利なエッジを取り除くと、表面を維持するのに役立ちます。

柔軟な溶接エンクロージャ

チタンは遊離酸素に対して非常に反応性が高いため、理想的なアプローチは、ワークピースを永久的な金属製の囲いの中に入れることです。ただし、真空ポンプを使用するか、不活性ガスで空間をパージすることにより、環境を助長しようとすると運用コストが増加する可能性があり、これは日常的な用途には適していません。

一方、フレキシブル エンクロージャを適用すると、運用コストが削減され、使いやすさが向上します。これらのエンクロージャは、金属製のグローブ ボックスや真空システムでは経済的に非現実的であった全ガス範囲を必要とするチタンの少量生産に最適です。数 PPM の酸素まで非常に速いパージ時間が得られます。

また、チタンを溶接している間は、チャンバー内に十分な量の不活性ガスを供給して、溶接パドルが周囲の熱サインなしで均一に見えるようにしてください。そうしないと、曇った虹色の斑点のある不均一な溶接パドルができます。

何よりも、金属の純度が重要

残念ながら、慎重に管理しても、品質が疑わしいチタンでは溶接不良が発生することは避けられません。低品質のチタンは、1650℃以上の標準融点を持つ高品質のチタンよりもはるかに低い温度で溶けます。その結果、熱影響部に早期のクラックが発生する可能性があり、応力がかかると脆化する可能性があります。これにより、チタンの集合体が即座にスクラップに変わる可能性があります。

評判の良い工場または金属サプライヤーから購入した認定済みの高品質のチタンおよびチタン合金を使用すると、一般的な溶接の問題やシールドの故障を回避するのに役立ちます。

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