Sârmă de titan

Titanul este un metal alb-argintiu cu multe proprietăți excelente. De exemplu, densitatea titanului este de 4,54 g/cm3, ceea ce este cu 43% mai ușor decât oțelul, dar rezistența sa mecanică este similară cu cea a oțelului. Iar titanul este rezistent la temperaturi ridicate și are un punct de topire de 1942K, care este cu aproape 500K mai mare decât oțelul. În ultimii ani, odată cu cercetarea continuă a titanului, tot mai multe produse fabricate pentru titan pot fi găsite în viața noastră de zi cu zi, iar firele de titan sunt unul dintre ele.

Tipurile de fire de titan
În funcție de diferitele proprietăți ale titanului și aliajelor de titan, pot fi preparate sârmă de titan cu cerințe diferite, în general împărțite în sârmă de titan pur, sârmă de aliaj de titan, sârmă de titan pur, sârmă dreaptă de titan, sârmă de sudură de titan, sârmă suspendată de titan, bobină de titan. sârmă, sârmă strălucitoare de titan, sârmă medicală de titan, sârmă din aliaj de titan-nichel etc.

Diferite tipuri de sârmă de titan au utilizări diferite. De exemplu, sârma de titan pur pentru ochelari este folosită în principal pentru fabricarea suporturilor pentru ochelari, sârma de agățat de titan este folosită pentru greutatea suspendată, iar sârma din aliaj de titan-nichel este folosită în mod obișnuit ca material de aliaj de memorie.

Aplicațiile firului de titan
De asemenea, sârma de titan moștenește perfect avantajele titanului și aliajelor de titan, cu o serie de caracteristici excelente, cum ar fi rezistență bună la coroziune, rezistență specifică ridicată, non-magnetică, biocompatibilitate ridicată, impedanță scăzută la ultrasunete și funcție bună de memorie a formei.

Prin urmare, firele de titan și aliaje de titan sunt utilizate pe scară largă în multe domenii, cum ar fi industria militară, ochelari, cercei, articole pentru acoperirea capului, umerașe de galvanizare, fire de sudură, produse aerospațiale, petrochimice, medicale și de sănătate, auto, construcții și produse sportive și de agrement.

Și în ultimii ani, datorită dezvoltării continue a industriei de sârmă de titan, varietatea de sârmă de titan a devenit din ce în ce mai diversă, ceea ce face ca sârma de titan să fie din ce în ce mai larg utilizată în consumabile industriale de înaltă performanță și produse de larg consum.

În prezent, mai mult de 80% din firele de titan și aliaje de titan sunt utilizate ca fire de sudură, cum ar fi sudarea diferitelor echipamente de titan, țevi de sudură, sudura de reparații a discurilor de turbină și a palelor motoarelor cu reacție de avioane și sudarea carcaselor.

Datorită rezistenței sale excelente la coroziune, sârma de titan a fost utilizată pe scară largă în industria chimică, farmaceutică, fabricarea hârtiei și în alte industrii. Poate fi transformat într-o plasă pentru filtru de apă de mare, filtru de apă purificată, filtru de medicamente chimice etc.

Firele din titan și aliaje de titan sunt, de asemenea, utilizate pentru fabricarea elementelor de fixare, elemente portante, arcuri etc. datorită performanței lor generale bune.

În industria medicală și a sănătății, datorită biocompatibilității lor excelente, firele de titan și aliaje de titan sunt folosite pentru fabricarea dispozitivelor medicale, fixarea craniului etc.

Unele fire din aliaj de titan cu funcție de memorie a formei, cum ar fi firele din aliaj de titan-nichel, sunt folosite pentru a face antene de satelit, suporturi pentru umeri pentru haine, sutiene pentru femei și rame de ochelari.

În industriile de galvanizare și tratarea apei, firele de titan și aliaje de titan sunt utilizate pentru fabricarea diferiților electrozi.

Fabricarea formelor de produse din titan în forme complexe este de rutină pentru mulți producători. Aceste magazine au recunoscut cu mult timp în urmă că titanul nu este un material exotic care necesită tehnici de fabricație elaborate. Acest articol va discuta despre crearea de suduri bune și tratamente termice eficiente ale titanului.

Diferențele importante dintre titan și aliajele pe bază de oțel sau nichel trebuie recunoscute. Acestea sunt:
• Densitatea mai mică a titanului.
• Modulul de elasticitate inferior al titanului.
• Punctul de topire mai mare al titanului.
• Ductilitate mai mică a titanului.
• Tendința titanului la fiere.
• Sensibilitatea titanului la contaminare în timpul sudării.

Compensarea acestor diferențe permite fabricarea titanului folosind tehnici similare cu cele din oțel inoxidabil sau aliaje pe bază de nichel. Acest articol tratează operațiunile comune utilizate în fabricarea titanului.

Zona de lucruAncora
Fabricarea titanului necesită atenție la curățenie. Nu este neobișnuit ca magazinele care manipulează mai multe metale să izoleze o zonă pentru a fi folosită în special pentru titan. Zona rezervată pentru titan ar trebui să fie fără curenti de aer, umiditate, praf, grăsime și alți contaminanți care ar putea ajunge în sau pe metal.

Ancoră din titan de sudare
Titanul și majoritatea aliajelor de titan sunt ușor de sudat, folosind mai multe procese de sudare. Sudurile realizate corespunzător în starea de sudare sunt ductile și, în majoritatea mediilor, sunt la fel de rezistente la coroziune ca metalul de bază. Sudurile proaste, pe de altă parte, pot fi fragile și mai puțin rezistente la coroziune în comparație cu un metal de bază.

Tehnicile și echipamentele folosite la sudarea titanului sunt similare cu cele necesare altor materiale de înaltă performanță, precum oțelul inoxidabil sau aliajele pe bază de nichel. Cu toate acestea, titanul necesită o atenție mai mare față de aceste materiale pentru curățenie și pentru utilizarea protecției auxiliare cu gaz inert. Metalul de sudură de titan topit trebuie protejat în totalitate de contaminarea cu aer. De asemenea, zonele calde afectate de căldură și partea rădăcină a sudurilor de titan trebuie protejate până când temperaturile scad sub 800 de grade F (427 de grade).

Titanul reacționează ușor cu aerul, umiditatea, grăsimea, murdăria, materialele refractare și majoritatea celorlalte metale pentru a forma compuși fragili. Reacția titanului cu gazele și fluxurile face ca procesele obișnuite de sudare, cum ar fi sudarea cu gaz, arcul metalic ecranat, arcul cu miez de flux și sudarea cu arc scufundat să nu fie adecvate. De asemenea, sudarea titanului la majoritatea metalelor diferite nu este fezabilă, deoarece titanul formează compuși fragili cu majoritatea celorlalte metale; cu toate acestea, titanul poate fi sudat la zirconiu, tantal și niobiu.

În ciuda măsurilor de precauție, mulți producători sudează în mod obișnuit și economic titanul, realizând suduri solide și ductile la rate comparabile cu multe alte materiale de înaltă performanță. Unul dintre avantajele importante ale sudării claselor de titan pur comercial este că acestea sunt titan pur în proporție de peste 99% și nu există nicio preocupare pentru segregare. Același lucru este valabil și pentru sârmă sau tijă de sudură în clase pure comercial.

Procese de sudareAncora
Titanul și aliajele sale sunt cel mai adesea sudate cu procesele de sudare cu arc de tungsten cu gaz (GTA sau TIG) și arc metalic cu gaz (GMA sau MIG). Rezistența, arcul cu plasmă, fasciculul de electroni și sudarea prin frecare sunt, de asemenea, utilizate într-o măsură limitată pe titan. Toate aceste procese oferă avantaje pentru situații specifice. Cu toate acestea, următoarea discuție se va ocupa în primul rând de sudarea GTA și GMA. Multe dintre principiile discutate sunt aplicabile tuturor proceselor.

Tipuri de sudare: Arc tungsten cu gaz (GTA) și Arc metalic cu gaz (GMA)
Procesul GTA poate fi folosit pentru a realiza îmbinări cap la cap fără metal de umplutură în foi de bază de titan cu o grosime de până la aproximativ 1/8-inch. Secțiunile mai grele necesită, în general, utilizarea metalului de adaos și îmbinărilor canelate. Poate fi utilizat fie procesul de sudare GTA, fie GMA, deși sudarea GMA este mai economică pentru secțiuni mai grele de aproximativ o jumătate de inch. Dacă se utilizează procesul GTA, trebuie avută grijă pentru a preveni contactul electrodului de wolfram cu balta topită, prevenind astfel preluarea tungstenului.

Sursă de alimentareAncoră
O sursă de alimentare convențională, conectată la polaritatea dreaptă DC (DCSP), este utilizată pentru sudarea GTA a titanului. Polaritatea inversă (DCRP) este utilizată pentru sudarea GMA a titanului. Un contactor controlat de la distanță permite întreruperea arcului fără îndepărtarea pistoletului din metalul de sudură de răcire, menținând astfel ecranarea cu gaz inert. Controlul curentului și al contactorului acționat cu piciorul, pornirea arcului de înaltă frecvență și temporizatoarele cu gaz de protecție sunt alte caracteristici de dorit.

Lanternă de sudareAncoră
Pentru sudarea GTA a titanului este recomandată o pistoletă de sudură răcită cu apă, echipată cu o cupă ceramică de 3/4-inch și o lentilă cu gaz. Poate fi necesară o cupă de un inch pentru sudarea GMA. Electrozii de tungsten toriați (de obicei 2% torie) sunt recomandați pentru sudarea GTA a titanului. Electrozii ascuțiți (capătul tocit) ajută la controlul caracteristicilor arcului. Trebuie folosit electrodul cu cel mai mic diametru care poate transporta curentul necesar.

Ancoră de protecție cu gaz inert
Trebuie să se asigure protecția sudurilor de titan la răcire la aproximativ 800 de grade F (427 de grade), precum și bălții de sudură topită pentru a preveni contaminarea cu aer. În timpul sudării GTA și GMA, gazele de protecție cu argon sau heliu de grad de sudare cu punct de rouă de -50 grade F (-46 grade ) sau mai mici sunt utilizate pentru a oferi protecția necesară. Sunt necesare surse separate de gaz pentru:
• Ecranarea primară a bălții de sudură topită.
• Ecranarea secundară a depozitului de sudură de răcire și a zonelor afectate de căldură asociate.
• Ecranarea de rezervă a părții din spate a sudurii și a zonelor asociate afectate de căldură.