Grade 5 titanlegering (Ti‑6Al‑4V) er den mest almindeligt anvendte + titanlegering i industrielle og strukturelle applikationer. Selvom det har god svejsbarhed sammenlignet med mange højstyrkelegeringer, er det meget kemisk reaktivt ved forhøjede temperaturer, så streng proceskontrol er afgørende for at producere sunde, pålidelige svejsede samlinger. Nedenfor er de kritiske forholdsregler for svejsning af Grade 5 titanlegering.
For det første er renlighed afgørende.
Titanium reagerer kraftigt med oxygen, nitrogen, brint og kulstof ved svejsetemperaturer, hvilket forårsager skørhed, porøsitet og revner. Alle overflader-inklusive svejsesamlingen, svejsetråden og nærliggende basismateriale-skal rengøres grundigt. Olie, fedt, vand, støv og bearbejdningsvæsker skal fjernes med opløsningsmiddelrensning efterfulgt af tør luftblæsning. Forurening fra stålværktøj, jernpartikler eller kobber kan også forårsage defekter, så dedikerede titanium svejseværktøjer og armaturer anbefales kraftigt.
For det andet er effektiv gasafskærmning obligatorisk.
I modsætning til stål eller aluminium kræver titanium beskyttelse ikke kun under svejsning, men også indtil svejsningen og den varmepåvirkede zone afkøles til under 300 grader. Typisk bruges argon med høj renhed (99,99 % eller højere). Et bageste skjold, en stor gaslinse eller et lukket kammer anvendes ofte til at dække hele højtemperaturområdet. Utilstrækkelig afskærmning fører til misfarvning, hvilket indikerer absorption af atmosfæriske gasser og alvorligt tab af duktilitet og sejhed.
For det tredje er styring af varmetilførsel og interpass-temperatur vigtig.
Overdreven varmetilførsel fremmer kornvækst i svejsningen og den varmepåvirkede zone, hvilket reducerer fugestyrke og træthedsydelse. Høj interpass-temperatur øger også risikoen for brintopsamling og oxidation. Generelt bør interpass-temperaturen holdes under 150 grader. Lav til moderat varmetilførselsprocesser såsom GTAW (TIG), PAW og lasersvejsning foretrækkes. Processer med høj varmetilførsel som nedsænket lysbuesvejsning bruges sjældent.
For det fjerde skal valget af fyldmetal matches korrekt.
Til de fleste struktursvejsninger bruges ERTi-5 fyldmetal (kommercielt rent titanium) ofte til at forbedre duktiliteten og reducere revnefølsomheden. Når matchende styrke er påkrævet, kan Ti‑6Al‑4V fyldstof (ERTi‑6Al‑4V) bruges, men strengere rengøring og afskærmning er nødvendig for at undgå størkningsrevner.
For det femte, undgåelse af forurening og uens metalproblemer.
Direkte kontakt med kulstofstål, kobber, messing eller bronze skal undgås. Titanium har lav varmeledningsevne og højt smeltepunkt, så svejsebassiner størkner langsomt. Forkert geometri eller fastholdelse kan føre til svejseforvrængning og resterende belastning. Spændingsaflastning efter svejsning kan anvendes til kritiske komponenter, men kun under fuld beskyttelse mod inaktiv gas.
Endelig er eftersvejsningsinspektion og kvalitetskontrol afgørende.
Visuel inspektion for misfarvning og porøsitet er standard. Dye penetrant testing (PT) eller radiografisk testning (RT) kan bruges til kritiske applikationer. Mekanisk prøvning, herunder bøjningsprøver og trækprøver, verificerer, at samlingen opfylder krav til duktilitet og styrke.
Sammenfattende,vellykket svejsning af grad 5 titanlegering er afhængig af ekstrem renlighed, pålidelig afskærmning af inert gas, kontrolleret varmetilførsel, passende fyldmetal og streng procesdisciplin. Med korrekte procedurer kan de svejste samlinger udvise fremragende styrke, duktilitet og korrosionsevne.
