가공 기술
알루미늄 용접: MIG 대 TIG 대 마찰 교반 용접
알루미늄은 MIG, TIG, 마찰 교반 용접, 저항 용접, 플라즈마 아크 용접, 전자빔 용접 및 기타 공정을 통해 접합할 수 있습니다. 이 실용적인 비교는 MIG 장비에 초점을 맞추고 있으며,...
기사 읽기티타늄 합금은 어떻게 용접되나요? 공정 및 용접 조건
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작성자: XCM CNC
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이 기술 가이드에서는 상용 순티타늄과 여러 티타늄 합금의 상대적 용접성을 비교한 후, 가스 텅스텐 아크 용접, 플라즈마 아크 용접 및 전자빔 용접에 대한 실용적인 공정 데이터를 제시합니다. 여기에는 GTAW(가스 텅스텐 아크 용접)의 개선 형상 및 치수, 용융 풀과 열영향부에 대한 차폐 방식, 수동 및 자동 용접을 위한 매개변수 표가 포함됩니다. 추가 표에는 피가공물의 두께별로 플라즈마 아크 및 전자빔 용접 설정값(전류, 전압, 이송 속도, 용가재 공급량, 노즐 크기, 아르곤 유량 등)이 요약되어 있습니다. 표에 기재된 값은 보편적인 자격 기준 한계가 아니라, 나열된 피가공물 두께 및 공정 조건에 따른 것입니다.
티타늄 및 티타늄 합금은 가스 텅스텐 아크 용접, 플라즈마 아크 용접, 전자빔 용접을 통해 접합할 수 있습니다. 합금의 용접성은 다양하며, 성공적인 용접은 접합부의 형상, 깨끗한 단면, 용융 금속의 효과적인 차폐, 그리고 공작물 두께에 맞춘 공정 설정에 달려 있습니다. 아래 표에서는 용접성을 비교하고, 나열된 조건에 대한 홈 치수, 가스 유량 및 용접 매개변수를 제시합니다.
티타늄 및 티타늄 합금의 용접성
| 합금 | 상대적 용접성 |
| 상업용 순수 티타늄 | 뛰어난 용접성 |
| Ti-5Al-2.5Sn | 보통 수준의 용접성 |
| Ti-5Al-2.5Sn (불순물 함량이 매우 낮음) | 뛰어난 용접성 |
| Ti-0.2Pd | 뛰어난 용접성 |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | 보통 수준의 용접성 |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | 보통 수준의 용접성 |
| Ti-5Al-4V | 보통 수준의 용접성 |
| Ti-6Al-4V | 보통 수준의 용접성 |
| Ti-6Al-4V (불순물 함량이 매우 낮음) | 뛰어난 용접성 |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | 용접성이 좋지 않아 특수한 용도로만 사용 가능 |
| Ti-6Al-6V-2Sn | 용접성이 좋지 않아 특수한 용도로만 사용 가능 |
참고: 용접부의 발열량은 티타늄 재료의 홈 표면 거칠기, 모서리 청결도 및 용접 전 전처리 상태에 크게 좌우됩니다.
티타늄 및 티타늄 합금 용접 공정
티타늄 및 티타늄 합금의 TIG 용접
1. 티타늄 및 티타늄 합금의 GTAW용 홈 유형 및 치수
| 개선 형상 | 공작물 두께, δ/mm | 개선 치수 | ||
| 간격(mm) | 루트면/mm | 각도/(°) | ||
| I형 개선 | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| V형 개선 | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| X형 개선 | 6.4~38 | 30~90 | ||
| U형 개선 | 6.4~25 | 15~30 | ||
| 양면 U형 개선 | 19~51 | 15~30 | ||
[이미지 자리 표시자: 티타늄 GTAW 홈의 종류 및 치수]
2. 티타늄 및 티타늄 합금의 GTAW를 위한 차폐 조치
| 카테고리 | 차폐 구역 | 차폐 조치 | 적용 분야 및 특징 |
| 국소 차폐 | 용접 풀 및 주변 영역 | 효과적인 차폐 기능을 제공하는 원통형 또는 타원형 노즐을 사용하고, 이에 따라 아르곤 유량을 늘리십시오. | 규칙적인 용접 형상과 단순한 구조를 가진 공작물에 적합하며, 조작이 편리하고 유연성이 뛰어납니다. |
| 400°C 이상의 온도에서 용접부 및 열영향부 |
|
||
| 400°C 이상의 온도에서 용접 뿌리 및 열영향부 |
|
||
| 아르곤 가스로 채워진 밀폐형 차폐 장치 | 공작물 전체 |
|
용접 접근성이 좋지 않은 구조적으로 복잡한 공작물에 적합합니다. |
| 향상된 냉각 성능 | 용접부 및 열영향부 |
|
다른 차폐 조치와 함께 사용하여 보호 효과를 높입니다. |
3. 티타늄 및 티타늄 합금에 대한 수동 GTAW 공정 조건
| 공작물 두께/mm | 개선 형상 | 텅스텐 전극 직경/mm | 필러 와이어 직경/mm | 용접 패스 수 | 용접 전류/A | 아르곤 유량/(L/min) | 노즐 오리피스 직경/mm | 비고 | ||
| 앞면 | 후방 방패 | 뿌리 쪽 | ||||||||
| 0.5 | I형 홈 맞대기 이음 | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | 맞대기 이음새 간격: 0.5 mm |
| 1.0 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 40~60 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | ||
| 1.5 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 60~80 | 10~12 | 14~16 | 8~10 | 10~12 | ||
| 2.0 | 2.0~3.0 | 1.0~2.0 | 1 | 80~110 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 2.5 | 2.0~3.0 | 2.0 | 1 | 110~120 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 3.0 | V자형 홈 맞대기 이음 | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | 홈 간격: 2~3 mm; 뿌리면: 0.5 mm. 용접부 아래에 강철 받침판을 배치하며, 홈 각도는 60°~65°이다. |
| 3.5 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | ||
| 4.0 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 2 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2~3 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 18~20 | ||
| 7.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| 8.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 3~4 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
4. 티타늄 및 티타늄 합금용 자동 GTAW 파라미터
| 공작물 두께/mm | 텅스텐 전극 직경/mm | 필러 와이어 직경/mm | 용접 전류/A | 아크 전압/V | 이동 속도/(m/min) | 와이어 공급 속도/(m/min) | 개선 형상 | 용접 패스 수 | 아르곤 유량/(L/min) | ||
| 앞면 | 뿌리 쪽 | 후방 방패 | |||||||||
| 0.5 | 1.5 | – | 25~40 | 8~10 | – | – | – | 1 | – | – | – |
| 0.8 | 1.5 | – | 45~55 | 0.2~0.4 | – | 1 | 8~12 | 2~4 | 10~15 | ||
| 1.0 | 1.6 | – | 50~65 | 0.3~0.5 | – | 1 | |||||
| 1.2 | 2.0 | – | 75~90 | 10~12 | 0.15~0.45 | 0.25~0.45 | – | 1 | 10~15 | 3~6 | 12~18 |
| 1.5 | 2.0 | 1.2~1.6 | 90~120 | – | 1 | ||||||
| 2.0 | 2.5 | 1.6~2.0 | 140~160 | 10~14 | 0.15~0.40 | 0.25~0.60 | – | 1 | |||
| 2.5 | 3.0 | 1.6~2.0 | 180~220 | 0.25~0.75 | – | 1 | |||||
| 3.0 | 3.0 | 2.0~3.0 | 200~240 | 14~16 | 0.30~0.33 | 0.30~0.85 | – | 1 | 12~14 | 10~12 | 16~18 |
| 4.0 | 3.0 | 3.0 | 200~260 | – | 12 mm 간격 | 2 | 14~16 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0 | 240~280 | 14~18 | 0.30~0.35 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | |
| 10 | 4.0 | 3.0 | 200~260 | 0.15~0.20 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | ||
티타늄 및 티타늄 합금의 플라즈마 아크 용접
| 공작물 두께/mm | 노즐 오리피스 직경/mm | 용접 전류/A | 용접 전압/V | 이동 속도/(m/min) | 와이어 공급 속도/(m/min) | 필러 와이어 직경/mm | 아르곤 유량/(L/min) | |||
| 플라즈마 가스 | 차폐 가스 | 후방 방패 | 뿌리 쪽 | |||||||
| 0.2 | 0.8 | 5 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 0.4 | 0.8 | 6 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 1 | 1.5 | 35 | 18 | 12 | – | – | 0.5 | 12 | 15 | 2 |
| 3 | 3.5 | 150 | 24 | 23 | 60 | 1.5 | 4 | 15 | 20 | 6 |
| 6 | 3.5 | 160 | 30 | 18 | 68 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 8 | 3.5 | 172 | 30 | 18 | 72 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 10 | 3.5 | 250 | 25 | 9 | 46 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
티타늄 및 티타늄 합금의 전자빔 용접
| 공작물 두께/mm | 가속 전압/V | 전자빔 전류/mA | 이동 속도/(m/min) | 비고 |
| 1.0 | 13 | 50 | 2.1 | – |
| 1.3 | 85 | 4 | 1.52 | – |
| 2.0 | 18.5 | 90 | 1.90 | – |
| 3.0 | 20.0 | 95 | 0.80 | – |
| 5.08 | 12.5 | 8 | 0.46 | 고전압 |
| 28 | 180 | 1.27 | 고전압 | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | 완전 침투 |
| 19 | 80 | 2.29 | 용접면 | |
| 16.0 | 30 | 260 | 1.50 | – |
| 25.0 | 40 | 350 | 1.30 | – |
| 25.4 | 23 | 300 | 0.38 | – |
| 50.0 | 45 | 450 | 0.70 | – |
| 50.8 | 46 | 495 | 1.04 | 완전 침투 |
| 19 | 105 | 1.04 | 용접면 | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | 완전 침투 |
| 20 | 110 | 0.76 | 용접면 |
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