티타늄 합금의 TIG 용접 공정 및 품질관리 기술 연구

TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접은 안정적인 전기 아크, 제어 가능한 열 입력, 작은 용접 변형 및 안정적인 차폐 효과를 자랑하므로 티타늄 합금의 지배적인 용접 방법이 되었습니다.

 

 

 

 

 

1.핵심 프로세스 특성

티타늄 합금 수동/자동 TIG는 얇은-벽(3mm 이하) 및 정밀 부품에 적합합니다. 아르곤 차폐는 공기를 차단합니다. 집중된 열은 HAZ를 줄이고 용융 풀 제어를 용이하게 하여 절단 변형 및 입자 조대화를 촉진합니다.

스패터-가 없는 부드러운 용접은 연삭이 필요하지 않으며, 모재 강도와 내식성을 유지하여 신뢰성이 높은 정밀 공작물에 적합합니다.-

2. 용접의 주요 어려움

티타늄은 250도에서 수소, 400도에서 질소를 흡수하고 600도에서 심한 산화를 겪습니다. 생성된 취성 화합물은 용접의 가소성과 인성을 감소시키고 취성 파괴를 유발합니다.

 

용접부 및 열{0}영향부 부분의 입자가 거칠게 자라서 접합부의 피로 강도가 저하됩니다.

부적절한 용접 매개변수는 감지하기 어려운 기공, 불완전한 침투, 크레이터 균열 등 숨겨진 결함을 쉽게 유발합니다.

 

 

1.사전-용접 준비

재료 세척: 홈의 산화물 스케일과 양면 20mm 이내의 영역을 기계적으로 분쇄한 후 무수 에탄올 또는 아세톤으로 닦아내고 공기-로 건조시킵니다. 용접은 기공 및 개재물의 원인이 되는 2차 오염을 방지하기 위해 세척 후 4시간 이내에 이루어져야 합니다.

 

• 용접 필러 와이어: 동일한-강도와 균질한 재료 원칙에 따라 적합한 티타늄 필러 와이어를 선택합니다. 특수 필러 와이어를 사용할 수 없는 경우 동일한 모재 금속 배치에서 스트립을 절단합니다. 서로 다른 필러 와이어를 혼합하는 것은 금지됩니다.
• 차폐 가스: 순도 99.995% 이상의 고순도 아르곤을 채택하고 트레일링 실드를 장착하여 전기 아크, 용융 풀 및 고온 영역을 완벽하게 보호하고-고온 티타늄의 산화 취성을 방지합니다.
• 툴링 장비: 고주파-아크 타격 DC TIG 용접 기계를 디버그합니다. 맞대기 간격과 정렬 불량을 엄격하게 제어하기 위해 공구로 작업물을 고정합니다. 벽이 얇은-부분을 단단히 고정하여 변형을 최소화합니다.

 

2. 용접 공정 변수 제어

• 전류 및 전압: 0.5~2mm의 얇은 판에 대해 30~100A의 낮은 전류와 8~12V의 짧은 아크 전압을 채택하여 공기 침입을 줄입니다.
• 용접 속도 및 와이어 공급: 80~150mm/min의 일정한 속도로 용접합니다. 필러 와이어를 공작물과 10도 –15도의 각도로 꾸준히 공급하고 와이어 팁을 항상 아르곤 차폐 구역 내부에 유지하십시오.
• 가스 유량: 전면 차폐 가스 유량: 8~15L/min; 후면 보호 가스 유량: 6~10L/min. 부적절한 유량은 차폐 실패로 이어집니다.
• 층간 온도: 열 축적으로 인해 접합 인성이 저하되는 것을 방지하기 위해 층간 온도를 100도 이하로 제어합니다.

 

3.-용접 후 크레이터 처리 및 냉각

크레이터 균열 및 수축 공동을 방지하기 위해 아크 종료 중에 크레이터를 완전히 채우는 전류 붕괴 방법을 채택합니다. 가스를 차단하기 전에 용접이 200도 미만으로 냉각될 때까지 아크 차단 후 아르곤 공급을 유지하십시오. 작업물을 자연적으로 실온으로 냉각시키십시오. 내부 응력 및 미세 균열을 방지하기 위해 수냉식 및 강제 공냉식은 엄격히 금지됩니다.

 

 

1.산화변색

원인: 불순한 아르곤, 불량한 차폐, 더러운 부품, 조기 가스 차단-

효과: 인성 및 내식성 감소

수정: 99.995%+ 순수 아르곤, 트레일링 쉴드, 사전-세정 부품, 확장된 포스트-용접 가스

 

2.모공

원인 : 유분/수분, 불안정한 가스흐름, 빠른 용접속도

효과: 저밀도 및 부하 용량

수정 사항: 드라이클리닝 소재, 꾸준한 아르곤 흐름, 느린 이동 속도

 

3.용접 균열

원인: 채워지지 않은 크레이터, 열 입력 및 층간 온도 초과

효과: 부품 파손 위험

수정: 크레이터의 전류 램프-감소, 열/온도 제어, 대칭 용접, 두꺼운 판 예열

 

4.침투불완전 및 슬래그 혼재물

원인: 낮은 전류, 빠른 속도, 불량한 홈/갭, 불안정한 와이어 공급, 잔여 슬래그

효과: 용접 강도의 급격한 저하

수정: 매개변수 최적화, 홈/간격 표준화, 안정적인 와이어 공급, 시기적절한 슬래그 제거

 

 

1. 사전-용접

• 재료 인증 및 샘플 테스트 재료를 확인합니다. 결함이 있는 재고를 폐기합니다.
• 용접기를 정기적으로 교정하십시오. 가스 장비의 기밀성을 확인하십시오.
• 두께별로 용접 절차를 검증하고 표준 운영 문서를 작성합니다.
• 5도 이상, 건조하고 깨끗하며 바람이 없는 실내에서 용접하십시오. 먼지가 많거나 바람이 많이 부는 실외 작업은 금지됩니다.

2. 용접공정

• 공인 용접공은 실시간 모니터링을 통해 고정된 매개변수를 엄격하게 따릅니다.-
• 산화 또는 가스 공급 장애를 해결하기 위해 작업을 즉시 중단하십시오.
• 층간슬래그를 청소하고 층간온도를 조절합니다.
• 품질 추적성을 위해 전체 기록을 유지하세요.

 

3. 사후-용접 승인

• 용접은 매끄럽고 균열/산화/탄-관통/언더컷-이 없어야 하며 치수를 준수해야 합니다.
• 표준 UT 및 RT 검사; 고정밀 부품에는 PT를-추가하세요.
• 인장, 굽힘 및 충격 테스트를 실행하여 조인트의 기계적 성능을 확인합니다.

 

티타늄 제품의 직접 제조업체인 Ruihang은 정밀 부품 생산을 위한 최적의 품질 원자재를 공급합니다. 티타늄 합금 제품에 대한 구매 요구사항이 있는 경우 이메일을 통해 언제든지 문의해 주세요.Sam.Rui@bjrh-titanium.com