टाइटेनियम मिश्र धातु वेल्डिंग के लिए मुख्य प्रौद्योगिकियों का विश्लेषण - समाचार

कई फ्रंटलाइन वेल्डर, जब साथ काम करते हैंटाइटेनियमऔर इसके मिश्र धातु पहली बार, अक्सर एक आम ग़लतफ़हमी में पड़ जाते हैं: क्योंकि चाप स्थिर होता है, वेल्ड पूल साफ़ रहता है, भराव तार उत्कृष्ट गीलापन प्रदर्शित करता है, और परिणामी वेल्ड बीड कार्बन स्टील या स्टेनलेस स्टील की तुलना में कहीं बेहतर दिखाई देता है, वेल्डिंग प्रक्रिया स्वयं असाधारण रूप से चिकनी लगती है। हालाँकि, बाद के चरणों के दौरान - जैसे अचार बनाना, पेनेट्रेंट परीक्षण, या कोल्ड-बेंड परीक्षण - आम तौर पर दोषों की एक बड़ी मात्रा प्रकाश में आती है: वेल्ड सतह पर नीली-बैंगनी ऑक्साइड परत विकसित हो सकती है, सतह पाउडर या परत बनना शुरू हो सकती है, और यांत्रिक मोड़ परीक्षण के दौरान सामग्री पूरी तरह से टूट सकती है।

वास्तव में, टाइटेनियम मिश्र धातु वेल्डिंग की सफलता या विफलता ऑपरेटर तकनीक पर निर्भर नहीं करती है; बल्कि, यह मूल रूप से दो महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करता है: गैस परिरक्षण और व्यापक सफाई। जबकि एक वेल्डर का कौशल वेल्ड बीड की दृश्य उपस्थिति निर्धारित करता है, गैस परिरक्षण और स्वच्छता नियंत्रण वेल्ड के यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध और सेवा जीवन-सेवा को यह निर्धारित करने के लिए प्राथमिक मानदंड के रूप में निर्धारित करते हैं कि वेल्ड स्वीकार्य है या नहीं।

यह लेख दस आवश्यक प्रक्रिया चौकियों का एक व्यवस्थित विवरण प्रदान करता है जिनका ऑन-साइट निर्माण के पूर्ण अनुक्रम का पालन करते हुए, टाइटेनियम मिश्र धातु वेल्डिंग के दौरान सख्ती से पालन किया जाना चाहिए। सभी तकनीकी मानकों और परिचालन आवश्यकताओं को व्यावहारिक क्षेत्र की स्थितियों के साथ संरेखित किया गया है, जिससे वे सीधे कॉर्पोरेट प्रक्रिया दस्तावेज़ीकरण, वेल्डर प्रशिक्षण और ऑन-साइट गुणवत्ता निरीक्षण के संशोधन पर लागू होते हैं।

कमरे के तापमान पर, टाइटेनियम रासायनिक रूप से स्थिर होता है। हालाँकि, जब तापमान 425 डिग्री से अधिक हो जाता है, तो यह "उच्च दबाव सक्शन पंप" की तरह काम करते हुए हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के लिए बेहद मजबूत संबंध विकसित करता है। यदि पिघला हुआ पूल या ताप प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) उच्च तापमान पर हवा के संपर्क में आता है, तो अपरिवर्तनीय सामग्री का क्षरण होता है। इन तीन गैसों में से प्रत्येक विशिष्ट प्रकार के दोषों को जन्म देती है:

1. हाइड्रोजन-प्रेरित दोष: हाइड्रोजन पिघले हुए पूल में घुल जाता है; जैसे-जैसे धातु जमती है, इसकी घुलनशीलता तेजी से कम हो जाती है। परिणामस्वरूप गैस के बुलबुले फंस जाते हैं, जिससे आंतरिक सरंध्रता बन जाती है। इसके अलावा, अवशिष्ट हाइड्रोजन वेल्ड की लचीलापन को काफी कम कर देता है, जिससे अक्सर "विलंबित क्रैकिंग" शुरू हो जाती है - एक ऐसी घटना जहां वेल्डिंग प्रक्रिया पूरी होने के कुछ समय बाद दरारें दिखाई देती हैं।

2. ऑक्सीजन-प्रेरित दोष: ऑक्सीजन परमाणु टाइटेनियम मिश्र धातु जाली में घुल जाते हैं, जिससे वेल्ड की ताकत बढ़ जाती है जबकि लचीलेपन में भारी कमी आती है। इससे समग्र रूप से भंगुरता हो जाती है, जिसका प्रमाण अक्सर सतह पर भूरे या काले रंग का मलिनकिरण होता है।

3. नाइट्रोजन-प्रेरित दोष: नाइट्रोजन टाइटेनियम के साथ प्रतिक्रिया करके टाइटेनियम नाइट्राइड बनाता है, जो अत्यंत कठोर और भंगुर होते हैं। इससे वेल्ड की कठोरता पूरी तरह खत्म हो जाती है, जिससे सामग्री के झुकने या तनाव के अधीन होने पर भयावह विफलता (टूटना या टूटना) हो जाती है।

एक मौलिक उद्योग मानक यह निर्देश देता है कि पिघला हुआ पूल, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र और वेल्ड के सामने और पीछे दोनों किनारों को लगातार एक अक्रिय गैस द्वारा परिरक्षित किया जाना चाहिए। यह सुरक्षा तब तक बनाए रखी जानी चाहिए जब तक कि पूरा क्षेत्र 425 डिग्री से नीचे ठंडा न हो जाए। इस मूल आवश्यकता को पूरा करने को सुनिश्चित करने के लिए ट्रेलिंग शील्ड्स का उपयोग, बैकसाइड आर्गन पर्जिंग और वेल्डिंग के बाद विस्तारित गैस-प्रवाह अवधि जैसी तकनीकों को लागू किया गया है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं में वेल्ड गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए आधार धातु को उपयुक्त भराव तार से मिलाना एक मूलभूत शर्त है। आमतौर पर साधारण स्टील्स के लिए उपयोग किए जाने वाले शक्ति-मिलान तर्क को लागू करना सख्त वर्जित है - जहां आधार धातु की ताकत की परवाह किए बिना उच्च शक्ति वाले भराव को टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए चुना जाता है।
सबसे आम फिलर वायर ग्रेड ERTi-1, ERTi-2 और ERTi-5 हैं। मुख्य मिलान सिद्धांतों को इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:
1. मानक संक्षारण-प्रतिरोधी या भार वहन करने वाली संरचनाओं के लिए: आंख मूंदकर "समान ताकत" का पीछा करने के बजाय लचीलेपन और कठोरता को प्राथमिकता दें। चूँकि टाइटेनियम मिश्र धातुओं में संरचनात्मक विफलता अक्सर भंगुरता या पायदान संवेदनशीलता के कारण होती है, TA2 बेस मेटल के साथ ERTi-2 भराव तार का उपयोग करना - या गैर-महत्वपूर्ण लोड-असर TC4 संरचनाओं के लिए उच्च-लचीलापन भराव तारों का चयन करना - उच्च शक्ति (लेकिन बेमेल) भराव को चुनने की तुलना में काफी बेहतर सुरक्षा प्रदान करता है।
2. उच्च तापमान या उम्र-सख्त होने वाली संरचनाओं के लिए: "समान संरचना" मिलान के सिद्धांत का सख्ती से पालन करें। आधार धातु की मिश्र धातु प्रणाली के आधार पर भराव तार का चयन करें, और एक औपचारिक वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता प्रक्रिया के माध्यम से वेल्ड के प्रदर्शन को सत्यापित करें - जिसमें तन्य शक्ति, शीत-मोड़ गुण और उच्च तापमान सेवा क्षमता शामिल है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए वेल्डिंग मापदंडों को "कम तापमान, कम गर्मी इनपुट और तेजी से ठंडा करने" के मूल सिद्धांतों का पालन करना चाहिए:

1. पावर स्रोत ध्रुवता: नकारात्मक टर्मिनल से जुड़े टंगस्टन इलेक्ट्रोड के साथ, प्रत्यक्ष वर्तमान इलेक्ट्रोड नकारात्मक (डीसीईएन) ध्रुवता का उपयोग करें। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए उपयोग किए जाने वाले तर्क के विपरीत, टाइटेनियम वेल्डिंग को प्रत्यावर्ती धारा (एसी) द्वारा प्रदान की जाने वाली कैथोडिक सफाई क्रिया की आवश्यकता नहीं होती है; एसी का उपयोग करने से केवल अस्थिर चाप और परिरक्षण गैस सुरक्षा की विफलता होगी।

2. हीट इनपुट नियंत्रण: पर्याप्त पैठ और उचित वेल्ड बीड प्रोफ़ाइल सुनिश्चित करते समय, सबसे कम उचित रैखिक हीट इनपुट लागू किया जाना चाहिए। उच्च ताप इनपुट के परिणामस्वरूप उच्च तापमान पर लंबी अवधि होती है, जो गैस अवशोषण (ऑक्सीकरण) और अनाज के मोटे होने जैसे मुद्दों को बढ़ा देती है।

3. इंटरपास तापमान प्रबंधन: किसी प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं है। इंटरपास का तापमान सख्ती से 100 डिग्री से नीचे बनाए रखा जाना चाहिए। ठंडा करने में सहायता के लिए तांबे की बैकिंग प्लेटों के उपयोग की अनुशंसा की जाती है। तापमान मापने वाले उपकरण का उपयोग करके इंटरपास तापमान को सत्यापित किया जाना चाहिए; व्यक्तिगत अनुभव या स्पर्श संबंधी अनुमान पर भरोसा करना सख्त वर्जित है।

एक मानक शंक्वाकार टिप पर सेरिएटेड टंगस्टन इलेक्ट्रोड ग्राउंड का उपयोग करें, और इलेक्ट्रोड एक्सटेंशन (स्टिक-आउट) की लंबाई को सख्ती से नियंत्रित करें। उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए जल-ठंडा टॉर्च का उपयोग किया जाना चाहिए। यदि टंगस्टन का समावेश होता है - वेल्ड पूल को छूने वाले इलेक्ट्रोड के कारण या वर्तमान अधिभार के कारण - उन्हें किसी भी मरम्मत वेल्डिंग से पहले पीसकर पूरी तरह से हटा दिया जाना चाहिए; केवल दोष पर वेल्डिंग करना सख्त वर्जित है।

यदि उपभोज्य इलेक्ट्रोड (जीएमएडब्ल्यू/एमआईजी) प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, तो शॉर्ट-सर्किट या गोलाकार स्थानांतरण मोड निषिद्ध हैं, क्योंकि बिखरे हुए टाइटेनियम कण आसानी से ऑक्सीकरण कर सकते हैं, स्वचालित रूप से दहन कर सकते हैं और वेल्ड बीड को दूषित कर सकते हैं। इसके बजाय, स्पंदित या स्प्रे स्थानांतरण मोड को नियोजित किया जाना चाहिए। वायर-फीड रोलर्स और वायर कंड्यूट विशेष रूप से टाइटेनियम वेल्डिंग के लिए डिज़ाइन किए गए घटक होने चाहिए ताकि कॉपर प्लेटिंग की परत को रोका जा सके, जो अन्यथा वेल्ड सीम को दूषित कर सकता है।

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