التيتانيوم أنبوب لحام الدليل الكامل

يعتبر التيتانيوم وسبائكه حيويا في المجالات الفضائية والكيميائية والبحرية والطبية ، لكن عملية اللحام لا تزال صعبة للغاية. يستكشف هذا الدليل التحديات الرئيسية للحام أنبوب التيتانيوم ويوفر سير عمل كامل من التحضير إلى الفحص لمساعدتك على تحقيق نتائج لا تشوبها شائبة.

التحديات في لحام أنبوب التيتانيوم

• عيوب المسامية: الهيدروجين له قابلية ذوبان منخفضة جدا في التيتانيوم في درجات حرارة منخفضة. أثناء التبريد ، يترسب على شكل هيدريد التيتانيوم ويتوسع ، مكونا مسام في اللحام تقلل بشكل كبير من قوة التعب.
• تأخر التكسير البارد: قد تظهر الشقوق بعد ساعات أو حتى أكثر من اللحام ، عادة في المنطقة المتأثرة بالحرارة ، بسبب انتشار الهيدروجين ، وهطول الأمطار TiH₂ ، والإجهاد المتبقي.
• أكسدة وتغير اللون بدرجة حرارة عالية: في درجات حرارة اللحام التي تزيد عن 500-700 درجة مئوية ، يمتص التيتانيوم الأكسجين والنيتروجين بسهولة ، مما يؤدي إلى تغير لون اللحام (الفضة والذهبية والأزرق والرمادي) وتقليل ليونة وصلابة.
• مدخلات الحرارة والتحكم في التشوه: قد تتشوه أنابيب التيتانيوم ذات الجدران الرقيقة أو تحترق بسبب الحرارة الزائدة ، بينما يمكن للأنابيب ذات الجدران السميكة أن تتراكم الحرارة وتتطور ضغوطا متبقية كبيرة.
• تعقيد حماية المؤخرة: جذر اللحام شديد التفاعل في درجات الحرارة المرتفعة. يؤدي تطهير الأرجون غير الكافي داخل الأنبوب إلى أكسدة الجذور ، مما يضر بالختم والقوة.
• متطلبات النظافة الصارمة: يجب أن تكون المعدن الأساسي والأخاديد وأسلاك الحشو والتركيبات خالية من الزيت وحجم الأكسيد والغبار ، حيث يمكن أن يتسبب التلوث الطفيف في حدوث شوائب هشة عند درجة حرارة عالية.

تحليل آليات العيوب الشائعة

المساميه

الجاني الرئيسي وراء المسامية في لحامات التيتانيوم هو الهيدروجين. تشمل المصادر الرطوبة المتبقية أو الزيت على أسطح المواد وحتى غاز التدريع غير النقي. يذوب الهيدروجين في حوض اللحام عالي الحرارة ؛ عندما يبرد اللحام ، تنخفض قابليته للذوبان بشكل حاد. لا يمكن للهيدروجين المفرط التشبع الهروب في الوقت المناسب ويصبح محاصرا في المعدن ، ويشكل المسام.

تأخر التكسير

حتى أكثر غدرا من المسامية هو تأخر التشقق. بعد ساعات - أو حتى أطول - بعد اللحام ، تنتشر ذرات الهيدروجين من اللحام إلى المنطقة المتأثرة بالحرارة حيث تتركز الضغوط. هناك ، تترسب على شكل هيدريدات التيتانيوم ، مما يتسبب في التمدد الحجمي والضغوط الداخلية العالية التي يمكن أن تؤدي إلى تكسير تلقائي دون حمل خارجي.

عمليات لحام أنبوب التيتانيوم الشائعة

• لحام TIG (لحام غاز التنغستن الخامل): الطريقة الأكثر شيوعا ، باستخدام درع الأرجون عالي النقاء. إنها تنتج لحامات عالية الجودة وهي مثالية لأنابيب التيتانيوم ذات الجدران الرقيقة التي تتطلب الدقة والنظافة.
• لحام مخلب (لحام قوس البلازما): يوفر كثافة طاقة عالية ، وسرعة لحام أسرع ، وتحكما جيدا في الاختراق ، ومناسب للتطبيقات التي تتطلب الكفاءة والاستقرار.
• لحام MIG (لحام الغاز الخامل المعدني): مناسبة للأقسام السميكة والإنتاج الضخم. يسمح باللحام عالي السرعة ولكنه يتطلب تحكما أكثر صرامة في غاز التدريع ويصعب إدارته.
• لحام شعاع الإلكترون (EBW): يتميز بكثافة طاقة عالية جدا وسرعة لحام سريعة ومنطقة صغيرة متأثرة بالحرارة. يشيع استخدامها في الفضاء والمجالات الأخرى التي تتطلب دقة وقوة قصوى.
• اللحام بالليزر: يتيح الأتمتة والتحكم الدقيق في العملية ومظهر اللحام الجذاب والسرعة العالية. مثالي للأشكال المعقدة أو أنابيب التيتانيوم عالية الدقة.
• لحام الكسوة (لحام التراكب): يتضمن رش مسحوق التيتانيوم أو المعادن الأخرى على سطح الأنبوب وصهره ليندمج مع المادة الأساسية. تستخدم بشكل رئيسي للتعزيز أو الإصلاح الموضعي.

مقارنة بين عمليات لحام أنبوب التيتانيوم

التحضير قبل لحام أنابيب التيتانيوم

التنظيف المسبق للحام (المعدن الأساسي ، سلك الحشو ، البيئة)

النظافة المطلقة ضرورية. يجب أن تكون المادة الأساسية وسلك الحشو وبيئة اللحام خالية من الزيت أو الغبار أو سوائل القطع أو الشحوم البشرية ...

إزالة أكسيد (لمنع الشوائب)

طبقة الأكسيد على التيتانيوم لها نقطة انصهار أعلى من المعدن الأساسي...

تركيب المفاصل (حافظ على المحاذاة ، وتجنب الفجوات)

يجب أن يكون التجميع المشترك دقيقا للغاية ...

تحضير التدريع (الأرجون عالي النقاء ، الدرع الزائد ، التطهير)

يمتص التيتانيوم الأكسجين والنيتروجين بسهولة في درجات حرارة عالية ...

إعداد توصيل الغاز (أنابيب بلاستيكية ، التحكم في التدفق)

يجب توصيل غاز التدريع من خلال خراطيم بلاستيكية نظيفة غير مسامية...

اختيار معدن الحشو (تطابق مع المعدن الأساسي)

بالنسبة لأنابيب التيتانيوم التي يزيد سمك الجدار عنها عن 0.010 بوصة ، يلزم حشو المعدن. يجب أن يتطابق تركيبه الكيميائي وخصائصه الميكانيكية بشكل وثيق مع المعدن الأساسي لضمان قوة المفصل ومقاومة التآكل. في بعض الحالات ، يتم اختيار حشو ذو قوة خضوع أقل قليلا من المعدن الأساسي لتحسين ليونة ، ولكن فقط بعد التحقق الصارم.

إليك عنوان إنجليزي نظيف لقسمك:

عملية اللحام والمعلمات الرئيسية

بدء القوس وبدء التشغيل

يجب أن يستخدم لحام TIG لأنابيب التيتانيوم بدء قوس غير ملامس عالي التردد لتجنب تلوث التنغستن والشوائب في منطقة البداية. يجب تدفق غاز الأرجون مسبقا قبل الضرب لضمان حماية منطقة اللحام بالكامل بالغاز الخامل.

إدخال الحرارة والتحكم في سرعة السفر

يجب الاحتفاظ بمدخلات الحرارة ضمن نطاق معقول لضمان الاختراق الكامل دون حرارة زائدة قد تسبب حرقا أو تقصفا. يجب أن تظل سرعة السفر ثابتة وموحدة - قد يتسبب البطء الشديد في الأكسدة ، بينما يمكن أن يؤدي السرعة الزائدة إلى نقص الاندماج.

تقنية اللحام بالدفع وتراجع التغذية

يوصى باستخدام طريقة اللحام بالدفع للحفاظ على غاز التدريع يغطي حوض اللحام بالكامل. استخدم تقنية "التغذية بالغمس" المتقطعة ، مع إضافة سلك حشو على فترات قصيرة أثناء الحركة ، لتجنب الغمر المطول للسلك في حوض اللحام الذي يمكن أن يؤدي إلى التلوث.

وقت السكون في البركة المنصهرة وإطلاق الفقاعات

يجب الحفاظ على وقت بقاء أطول قليلا للسماح لفقاعات الهيدروجين بالهروب وتقليل المسامية. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي السكن المفرط إلى ارتفاع درجة حرارة المسبح وزيادة امتصاص الغاز.

التدريع والتدفق اللاحق

بعد اللحام ، حافظ على تدفق الأرجون بعد التدفق لمدة ≥20-25 ثانية للحفاظ على حماية اللحام حتى يبرد أقل من 400 درجة مئوية. يعد تطهير الظهر أمرا بالغ الأهمية بنفس القدر - تأكد من 10 عمليات تطهير كاملة على الأقل قبل ضرب القوس لمنع أكسدة الجذور.

معالجة ما بعد اللحام وفحص الجودة

إدارة الغاز بعد التدفق

بعد اللحام ، يجب الحفاظ على تدفق الأرجون اللاحق لمدة 20-25 ثانية حتى يبرد اللحام إلى حوالي 400 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت) ، وعند هذه النقطة لم يعد التيتانيوم يتفاعل مع الأكسجين. تتطلب بعض المواصفات حماية مستمرة حتى أقل من 150 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت) ؛ يجب أن يتبع الوقت المحدد متطلبات العملية.

التخليل والشطف والتجفيف

قد يبقى مقياس أكسيد الضوء على السطح بعد اللحام. يجب إزالته عن طريق التخليل بمحلول حمض الهيدروفلوريك + حمض النيتريك ، ثم شطفه جيدا بالماء النقي وتجفيفه بالكامل لتجنب العوامل المسببة للتآكل المتبقية.

لون اللحام وتقييم الجودة

تتمثل إحدى الميزات البارزة لسبائك التيتانيوم في أن لون اللحام بعد اللحام يعكس بشكل مباشر فعالية التدريع. لا يشير لون اللحام إلى ما إذا كانت حماية الغاز كافية فحسب ، بل يكشف أيضا عن سمك فيلم الأكسيد ، مما يجعله معيارا مهما لتقييم جودة اللحام.

ملاحظات إضافية

• يجب إزالة جميع تغير اللون قبل مواصلة اللحام.
• يجب أن تغطي منطقة الإزالة اللحام وما يصل إلى 0.03 بوصة (≈0.76 مم) في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).
• سيؤدي تغير اللون الأرجواني والأزرق والأخضر إلى رفض اللحام إذا كان هناك حاجة إلى لحام إضافي.
• قد يكون تغير اللون الأزرق والأخضر مقبولا في اللحامات المكتملة ولكن يجب إزالته قبل إجراء مزيد من المعالجة.

الاختبار غير المدمر (PT / RT / UT)

بالإضافة إلى تقييم الألوان المرئي ، يلزم إجراء اختبارات غير مدمرة وعمليات تفتيش معملية لتقييم جودة اللحام الشامل:

• PT (اختبار الاختراق): يكتشف الشقوق الدقيقة السطحية والمسامية.
• اختبار الصلابة: يقيم ما إذا كانت منطقة اللحام قد تصلبت بسبب الأكسدة أو تقصف الهيدروجين.
• RT (اختبار التصوير الشعاعي) و UT (اختبار الموجات فوق الصوتية): تحديد العيوب الداخلية.
• الاختبار المدمر: تستخدم في ظل ظروف حرجة للتحقق من قوة اللحام وصلابته.

اختبار الضغط والتسرب

بالنسبة لأنابيب التيتانيوم الحاملة للضغط ، يجب إجراء الاختبارات الهيدروستاتيكية أو الهوائية بعد اللحام للتحقق من إحكام اللحام. إذا لزم الأمر ، يجب أيضا إجراء الكشف عن تسرب قياس الطيف الكتلي للهيليوم لضمان عدم وجود تسريبات خفية.

التيتانيوم أنبوب لحام التعليمات

ما هي أفضل طريقة لحام أنابيب التيتانيوم؟

يعرف لحام قوس التنغستن بالغاز (TIG / GTAW) على نطاق واسع بأنه أفضل طريقة ، حيث يوفر دقة لا مثيل لها وتحكم في النظافة.

كيف يمكن منع تغير لون لحام التيتانيوم؟

المفتاح هو حماية الغاز الخامل المثالي. تأكد من نقاء الأرجون العالي واستخدم التدريع الأولي والدرع الزائد وتطهير الأرجون الداخلي في وقت واحد.

لماذا تحدث المسامية في لحامات التيتانيوم؟

السبب الرئيسي هو تلوث الهيدروجين. يجب أن يكون المعدن الأساسي وسلك الحشو وبيئة العمل نظيفة وجافة تماما ، مع استخدام غاز الأرجون عالي النقاء.

هل التسخين المسبق مطلوب للحام أنبوب التيتانيوم؟

بالنسبة للأنابيب ذات الجدران الرقيقة التي يقل حجمها عن 3 مم ، عادة ما يكون التسخين المسبق غير ضروري. بالنسبة للأنابيب ذات الجدران السميكة ، يساعد التسخين المسبق المعتدل على تقليل إجهاد اللحام.

عرض منتجات Chalco Titanium

ليس لدينا خبرة عميقة في تعقيدات لحام أنابيب التيتانيوم فحسب ، بل نوفر أيضا أنابيب ملحومة من التيتانيوم عالية الجودة وأنابيب غير ملحومة ، متوافقة تماما مع معايير ASTM B338 و ASTM B862.

إذا كنت تواجه تحديات في تطبيقات أنابيب التيتانيوم أو اللحام ، أو كنت بحاجة إلى الحصول على منتجات أنابيب التيتانيوم عالية المستوى ، فاتصل بخبرائنا الفنيين اليوم للحصول على حلول احترافية.