W niniejszym przewodniku technicznym porównano względną spawalność tytanu czystego handlowo oraz kilku stopów tytanu, a następnie przedstawiono praktyczne dane procesowe dotyczące spawania łukowego wolframem w osłonie gazu, spawania łukiem plazmowym oraz spawania wiązką elektronową. Omówiono w nim rodzaje i wymiary ukosowania brzegów do spawania GTAW, sposoby osłony jeziorka spawalniczego i strefy wpływu ciepła, a także tabele parametrów dla spawania ręcznego i automatycznego. Dodatkowe tabele zawierają zestawienie ustawień spawania łukiem plazmowym i wiązką elektronową w zależności od grubości elementu, w tym prądu, napięcia, prędkości przesuwu, podawania drutu spawalniczego, rozmiaru dyszy oraz przepływu argonu. Wartości podane w tabelach odnoszą się do wymienionych grubości elementów i warunków procesowych, a nie stanowią uniwersalnych limitów kwalifikacyjnych.
Tytan i stopy tytanu można łączyć za pomocą spawania łukowego wolframowego w osłonie gazowej, spawania łukowego plazmowego oraz spawania wiązką elektronową. Spawalność stopów jest zróżnicowana, a powodzenie spawania zależy od geometrii połączenia, czystości krawędzi, skutecznego osłaniania rozgrzanego metalu oraz ustawień procesu dostosowanych do grubości elementu. W poniższych tabelach porównano spawalność oraz podano wymiary rowka, natężenie przepływu gazu i parametry spawania dla wymienionych warunków.
| Stop | Względna spawalność |
| Tytan o czystości handlowej | Doskonała spawalność |
| Ti-5Al-2,5Sn | Dostateczna spawalność |
| Ti-5Al-2.5Sn (bardzo niska zawartość zanieczyszczeń) | Doskonała spawalność |
| Ti-0.2Pd | Doskonała spawalność |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Dostateczna spawalność |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | Dostateczna spawalność |
| Ti-5Al-4V | Dostateczna spawalność |
| Ti-6Al-4V | Dostateczna spawalność |
| Ti-6Al-4V (bardzo niska zawartość zanieczyszczeń) | Doskonała spawalność |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | Słaba spawalność; zastosowanie ograniczone do specjalnych przypadków |
| Ti-6Al-6V-2Sn | Słaba spawalność; zastosowanie ograniczone do specjalnych przypadków |
Uwaga: Temperatura w połączeniu spawanym zależy w dużej mierze od chropowatości powierzchni rowka, czystości krawędzi oraz przygotowania materiału tytanowego przed spawaniem.
| Rodzaj ukosowania | Grubość obrabianego elementu, δ/mm | Wymiary ukosowania | ||
| Odstęp/mm | Stępienie krawędzi/mm | Kąt/(°) | ||
| Ukosowanie typu I | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| Ukosowanie typu V | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| Ukosowanie typu X | 6.4~38 | 30~90 | ||
| Ukosowanie typu U | 6.4~25 | 15~30 | ||
| Dwustronne ukosowanie typu U | 19~51 | 15~30 | ||
[MIEJSCE NA OBRAZ: Rodzaje i wymiary rowków do spawania GTAW tytanem]
| Kategoria | Obszar osłonięty | Środek ochronny | Zastosowanie i właściwości |
| Ekranowanie lokalne | Jeziorko spawalnicze i obszar wokół niego | Należy zastosować dyszę cylindryczną lub eliptyczną, która zapewnia skuteczną osłonę, oraz odpowiednio zwiększyć przepływ argonu. | Nadaje się do obrabianych elementów o regularnej geometrii spoin i prostej konstrukcji; jest wygodny w obsłudze i bardzo wszechstronny. |
| Spoina i strefa wpływu ciepła w temperaturach ≥400°C |
|
||
| Korzeń spoiny i strefa wpływu ciepła w temperaturach ≥400°C |
|
||
| Ekranowanie obudowy wypełnionej argonem | Cały element obrabiany |
|
Nadaje się do elementów o skomplikowanej konstrukcji, do których dostęp spawalniczy jest utrudniony. |
| Ulepszone chłodzenie | Spoina i strefa wpływu ciepła |
|
Stosuje się w połączeniu z innymi środkami ekranującymi w celu zwiększenia poziomu ochrony. |
| Grubość obrabianego elementu/mm | Rodzaj ukosowania | Średnica elektrody wolframowej / mm | Średnica drutu spawalniczego / mm | Liczba warstw spawalniczych | Prąd spawania/A | Przepływ argonu (L/min) | Średnica otworu dyszy/mm | Uwagi | ||
| Strona przednia | Osłona tylna | Strona główna | ||||||||
| 0.5 | Połączenie czołowe z rowkiem typu I | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | Szczelina między elementami połączonymi na styk: 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 | Połączenie czołowe z rowkiem w kształcie litery V | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | Szczelina w rowku spawalniczym: 2~3 mm; stępienie krawędzi: 0.5 mm. Pod spoiną umieszcza się stalową płytę podkładową, a kąt rowka wynosi 60°~65°. |
| 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 | ||
| Grubość obrabianego elementu/mm | Średnica elektrody wolframowej / mm | Średnica drutu spawalniczego / mm | Prąd spawania/A | Napięcie łuku/V | Prędkość przesuwu (m/min) | Prędkość podawania drutu (m/min) | Rodzaj ukosowania | Liczba warstw spawalniczych | Przepływ argonu (L/min) | ||
| Strona przednia | Strona główna | Osłona tylna | |||||||||
| 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 odstępu | 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 | ||
| Grubość obrabianego elementu/mm | Średnica otworu dyszy/mm | Prąd spawania/A | Napięcie spawania/V | Prędkość przesuwu (m/min) | Prędkość podawania drutu (m/min) | Średnica drutu spawalniczego / mm | Przepływ argonu (L/min) | |||
| Gaz plazmowy | Gaz osłonowy | Osłona tylna | Strona główna | |||||||
| 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 |
| Grubość obrabianego elementu/mm | Napięcie przyspieszające/V | Prąd wiązki elektronów/mA | Prędkość przesuwu (m/min) | Uwagi |
| 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 | Wysokie napięcie |
| 28 | 180 | 1.27 | Wysokie napięcie | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | Pełna penetracja |
| 19 | 80 | 2.29 | Powierzchnia spoiny | |
| 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 | Pełna penetracja |
| 19 | 105 | 1.04 | Powierzchnia spoiny | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | Pełna penetracja |
| 20 | 110 | 0.76 | Powierzchnia spoiny |
Udostępnij swój rysunek, materiał, docelową tolerancję lub pytanie dotyczące zastosowania. Nasz zespół inżynierów może pomóc w przeanalizowaniu trasy obróbki i zasugerować praktyczny następny krok.
Technologia obróbki skrawaniem
Aluminium można łączyć metodami MIG, TIG, mieszania z tarciem, oporowego, łuku plazmowego, wiązki elektronowej oraz innymi metodami. Niniejsze praktyczne porównanie skupia się na sprzęcie do spawania metodą MIG,...
Przeczytaj artykułTechnologia obróbki skrawaniem
Tytan i stopy tytanu wymagają starannego oczyszczenia oraz stałej ochrony gazem obojętnym podczas spawania. W niniejszym przewodniku wyjaśniono procesy usuwania tlenków, trawienia kwasowego, odtłuszczania, bezchlorkowego...
Przeczytaj artykułTechnologia obróbki skrawaniem
Blacha tytanowa jest trudna do obróbki plastycznej w temperaturze pokojowej ze względu na wysoką granicę plastyczności, ograniczoną plastyczność oraz znaczny powrót sprężysty. W niniejszym przewodniku wyjaśniono...
Przeczytaj artykułTechnologia obróbki skrawaniem
Spawanie tytanu wymaga ścisłej kontroli temperatury, gazu osłonowego, czystości powierzchni oraz przygotowania międzywarstwowego. W niniejszym przewodniku wyjaśniono, dlaczego cięcie płomieniowe, zanieczyszczony argon,...
Przeczytaj artykuł
