Hoe veelvoorkomende lasfouten bij het lassen van titanium te voorkomen

Voorkom lasfouten bij het lassen van titanium door de lasranden goed schoon te maken, voldoende zuiver beschermgas te gebruiken, de hete lasnaad en de laswortel te beschermen en tussen de lasgangen door te reinigen. Controleer de kleur van de lasnaad en verwijder eventuele fouten voordat u verdergaat. Deze werkwijzen zijn belangrijk omdat titanium in hete toestand gemakkelijk zuurstof, stikstof en waterstof opneemt.

Vermijd vlamsnijden bij het uitsnijden en het voorbereiden van groeven

Boven 200 °C oxideren titaniumlegeringen en nemen ze gemakkelijk waterstof op, wat leidt tot een snelle verslechtering van de eigenschappen. Bij vlamsnijden ontstaat er een oxidefilm en een slecht snijvlak. Blootstelling aan lucht bij hoge temperaturen kan titanium ook broos maken.

Voor leidingwerk van titanium en titaniumlegeringen geldt SH/T 3502-2009, Voorschriften voor de aanleg en oplevering van titanium- en zirkoniumleidingen (Chinese industrienorm), biedt de context voor de bouw en de oplevering. Gebruik mechanische methoden zoals handzagen, zaagmachines of draaibanken voor het zagen, het aanbrengen van groeven en het boren. Indien er met plasmasnijden wordt gewerkt, moet de verontreinigde laag en het door hitte verkleurde oppervlak mechanisch worden verwijderd.

Gebruik beschermgas met de juiste zuiverheid

Bij het lassen van titanium wordt gebruikgemaakt van argon, helium of mengsels van beide. Argon wordt op grote schaal gebruikt, maar onzuiverheden kunnen de bescherming van het smeltbad aantasten, porositeit bevorderen, de kwaliteit van de lasverbinding verminderen en de afbranding van de wolfraamelektrode versnellen.

Voor het lassen van drukvaten, NB/T 47015-2011, Lasprocedure voor drukvaten (Chinese industrienorm) geeft de procedurele context weer. De zuiverheid van argon moet ten minste 99,99% bedragen, het dauwpunt moet lager zijn dan -40 °C en argon in flessen mag niet worden gebruikt zodra de druk in de cilinder onder 0,5 MPa daalt. Waar van toepassing kan ook helium of een argon-heliummengsel worden gebruikt.

Bescherm de laszone tegen hoge temperaturen

Gesmolten druppels en lasmetaal nemen bij onvoldoende bescherming in hoge mate waterstof, zuurstof en stikstof op. Ook vast titanium bij hoge temperaturen neemt deze gassen op. De absorptie van waterstof begint bij ongeveer 250 °C, die van zuurstof bij ongeveer 400 °C en die van stikstof bij ongeveer 600 °C. Deze gassen verhogen de hardheid en sterkte, maar verminderen de ductiliteit en taaiheid, wat tot verbrossing leidt. Koolstof kan hard, bros titaniumcarbide vormen en scheurvorming bevorderen.

[AFBEELDINGSPLAATSHOUDER: Effect van blootstelling aan hete lucht op de buigbaarheid van CP-titanium]

Gebruik voor de titaniumleidingwerkzaamheden waarop SH/T 3502-2009 betrekking heeft een brandermondstuk van 12-26 mm en zorg voor een stabiele laminaire argonstroom. Een achterliggend schild beschermt de hete lasnaad en het aangrenzende buitenoppervlak, terwijl interne argonspoeling het binnenoppervlak beschermt. Begin met spoelen vóór het lassen en zorg voor een lichte overdruk en een continue stroom.

Bij deze pijplasverbindingen geeft de kleur van de lasnaad een praktische indicatie van de effectiviteit van de beschermgassen:

Reinig de lasdraad, de groeven en de oppervlakken tussen de laslagen grondig

Vocht of verontreiniging op de lasdraad, in de groeven of op nabijgelegen oppervlakken kan leiden tot waterstofscheuren en porositeit. Onvoldoende reiniging tussen de laslagen kan niet-metalen insluitsels achterlaten die eutektica met een laag smeltpunt vormen, scheurvorming bevorderen en de ductiliteit en corrosiebestendigheid van de lasnaad verminderen.

Bij het werken met titaniumleidingen volgens SH/T 3502-2009 moet de lasdraad worden ontvet met zwavelvrije aceton of ethanol; gebruik geen gechloreerde oplosmiddelen zoals trichloorethyleen of tetrachloorkoolstof. Veeg de draad af met een schone katoenen doek, hanteer de gereinigde draad met schone handschoenen en houd deze droog en vrij van verontreiniging. Gebruik speciale roestvrijstalen borstels om oxiden op ten minste 25 mm van beide zijden van de groef te verwijderen en verwijder water en vuil binnen 75 mm met zwavelvrije aceton of ethanol. Reinig metaalinsluitsels tussen de lasgangen door met een roestvrijstalen borstel.

Ondersnijding bij het lassen voorkomen

Een ondersnijding verkleint het effectieve verbindingsoppervlak en veroorzaakt spanningsconcentraties, waardoor scheuren worden bevorderd en de vermoeidheidssterkte en het draagvermogen bij dynamische belasting afnemen.

Bij de hier besproken lasnaden in titaniumleidingen zijn ondersnijdingen, verdiepingen, porositeit, wolfraaminclusies, scheuren en onvoldoende versmelting onaanvaardbaar. Kies geschikte parameters, schakel een gekwalificeerde lasser in en maak aan beide zijden van de lasgroef voldoende pauzes om versmelting te garanderen en ondersnijdingen te voorkomen.