ไทเทเนียมเบากว่าเหล็ก 45% หนักกว่าอะลูมิเนียม 60% และแข็งแรงกว่าอะลูมิเนียมถึง 3 เท่า แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่าโลหะอื่นๆ มาก แต่ก็มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่า ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานต่ำกว่า อายุการใช้งานยาวนานกว่า และค่าบำรุงรักษาและบำรุงรักษาต่ำกว่า การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การทหาร การบินและอวกาศ ทางทะเล เคมี การผลิตไฟฟ้า การสกัดน้ำมันและก๊าซ และอุปกรณ์ทางการแพทย์
ไทเทเนียมเป็นโลหะที่เกิดปฏิกิริยาซึ่งทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่าย มีแนวโน้มที่จะเกิดการปนเปื้อนจากออกซิเดชั่น และเชื่อมได้ยาก อย่างไรก็ตาม การเตรียมการอย่างระมัดระวัง เทคนิคที่สม่ำเสมอ และการฝึกฝนอย่างกว้างขวางสามารถบรรลุความสำเร็จในการเชื่อมได้
การเชื่อมไทเทเนียม
ความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญ
การเชื่อมท่อเชื่อมไทเทเนียมต้องใช้โลหะฐานที่สะอาดอย่างยิ่ง โลหะเติม และสภาพแวดล้อมการเชื่อมจะต้องสมบูรณ์แบบ ช่างเชื่อมถูโลชั่นบำรุงผิว เช่น ครีมทามือ จาระบีจากกระบวนการขึ้นรูปและยืด ฝุ่นจากร้านค้า สี สิ่งสกปรก ของเหลวในการตัด และสารหล่อลื่น ล้วนมีส่วนทำให้เกิดความเปราะบางและความล้มเหลวในการเชื่อมได้
ทำความสะอาดพื้นที่ทำงาน กำจัดเศษขยะทุกชนิด และตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเลือกสถานที่ที่มีการไหลเวียนของอากาศต่ำ และพยายามรักษาสภาพแวดล้อมให้ปราศจากลมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ก๊าซที่ปกคลุมไปรบกวนขณะเชื่อม ถัดไป ทำความสะอาดน้ำมันจากแท่งเติมและโลหะฐาน:สวมถุงมือไนไตรล์ที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้โดยเฉพาะเพื่อป้องกันไม่ให้ครีมทามือบนมือของผู้ปฏิบัติงานหรือน้ำมันที่ติดอยู่กับมืออีกข้างถูกับท่อไทเทเนียมที่จะเชื่อม จากนั้นจึงใช้เมทิลเอทิลคีโตน (MEK) บนผ้าสะอาดที่ไม่มีขุย และไทเทเนียมจะถูกเช็ดเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวที่เหลืออยู่ ณ จุดนี้ ให้วางแท่งบรรจุลงในภาชนะที่ปิดสนิทเพื่อป้องกันการปนเปื้อนเพิ่มเติม
ขจัดชั้นออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างไทเทเนียมกับออกซิเจนบนพื้นผิวท่อก่อนทำการเชื่อม ชั้นออกไซด์นี้ช่วยให้ไททาเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม จะต้องถอดออกก่อนการเชื่อม เพราะมันละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าไทเทเนียม และอาจเข้าไปในสระเชื่อมหลอมเหลว ทำให้เกิดการรวมตัวที่ทำให้ชั้นระหว่างชั้นอ่อนตัวลง
เครื่องเจียรที่มีเครื่องมือลบคมคาร์ไบด์หรือตะไบคาร์ไบด์สำหรับไทเทเนียมโดยเฉพาะจะทำหน้าที่ขจัดชั้นออกไซด์ออกจากรอยเชื่อมได้ดีกว่า ไม่แนะนำให้ใช้กำมะหยี่และสารกัดกร่อน เพราะการปนเปื้อน อย่าลืมใช้ความเร็วการเจียรต่ำเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป หลังจากบดชั้นออกไซด์ออกแล้ว ให้เช็ดข้อต่ออีกครั้งด้วยผ้าชุบ MEK หรืออะซิโตน ตัวทำละลายบางชนิดมีจุดวาบไฟต่ำ และตัวทำละลายจะต้องระเหยให้หมดก่อนจะชนส่วนโค้ง
การประกอบท่อไทเทเนียมอาจมีความสำคัญมากกว่าท่อโลหะอื่นๆ เนื่องจากเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันไม่ให้ออกซิเจนเข้าสู่รอยเชื่อม ข้อต่อควรเป็นรูปสี่เหลี่ยม (ไม่ควรสร้างช่องว่างรูปตัววี) เพื่อช่วยลดปริมาณความร้อนและโลหะเชื่อมที่ต้องใช้ในการเติมรอยต่อ ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการไหม้และการปนเปื้อนได้
จับชิ้นส่วนบนตัวกำหนดตำแหน่งหรือม้านั่งเพื่อให้แน่ใจว่าปลายต่อเข้าด้วยกันแน่นและแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ท่อและท่อไทเทเนียมผนังบางส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องมีการอุ่นก่อน อย่างไรก็ตาม หากคุณวางแผนที่จะเชื่อมท่อไทเทเนียมที่หนากว่า 1/3 นิ้ว โปรดปรึกษาผู้จำหน่ายอุปกรณ์การเชื่อมของคุณ เนื่องจากการอุ่นและหลังการให้ความร้อนอาจเป็นประโยชน์
ความสำคัญของการครอบคลุมก๊าซป้องกัน
แนะนำให้ใช้ก๊าซอาร์กอนบริสุทธิ์ในการเชื่อมไทเทเนียมเนื่องจากมีความบริสุทธิ์และมีปริมาณน้ำต่ำ ส่วนผสมอาร์กอน/ฮีเลียม 75/25 สามารถใช้เพื่อปรับปรุงความเสถียรและเพิ่มการเจาะได้เฉพาะเมื่อมีการระบุเท่านั้น
American Welding Society (AWS) แนะนำให้ตรวจวัดความบริสุทธิ์ของก๊าซเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานสำหรับแต่ละการใช้งาน ก๊าซป้องกันควรมีความบริสุทธิ์อย่างน้อย 99.995 เปอร์เซ็นต์ โดยมีออกซิเจนไม่เกิน 20 ส่วนต่อล้าน (PPM) และมีจุดน้ำค้างสูงกว่า -76 องศาฟาเรนไฮต์ การใช้งานอื่นๆ ต้องการการไหลของอาร์กอนบริสุทธิ์ 99.999%
สิ่งสำคัญคือต้องติดตั้งส่วนท้ายของคบเพลิง มิฉะนั้นความเสี่ยงของการปนเปื้อนของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้น และอาจเกิดการแตกร้าวได้ ช่างเชื่อมบางคนผลิตกระบังท้ายของตัวเอง แม้ว่าจะมีหลายรูปแบบให้เลือกซื้อก็ตาม อุปกรณ์ป้องกันส่วนท้ายปรับให้เข้ากับรูปร่างของท่อและติดตามคบเพลิง GTAW ไปตามท่อ แผงป้องกันให้การป้องกันอาร์กอนเพิ่มเติมสำหรับการเชื่อมหลังคบเพลิงและการไหลของก๊าซอาร์กอน การตั้งค่าการไหลของก๊าซของคบเพลิงและโล่ต่อท้ายเป็น 20 ลูกบาศก์ฟุตต่อชั่วโมง (CFH) จะทำให้การครอบคลุมก๊าซของโล่ดีขึ้น
ใช้ท่อพลาสติกที่สะอาดและไม่มีรูพรุนเสมอเพื่อส่งก๊าซป้องกันไปยังไฟฉาย โล่ต่อท้าย และอุปกรณ์ไล่อากาศ
ตัวเลือกโลหะฟิลเลอร์
ใช้โลหะเติมเมื่อเชื่อมท่อไทเทเนียมที่มีความหนามากกว่า 0.010 นิ้ว (ดูรูปที่ 1) โดยทั่วไป โลหะตัวเติมควรมีเกรดเดียวกับไทเทเนียมที่เชื่อม ตามทฤษฎีแล้ว มันควรจะเหมือนกัน อนุญาตให้มีข้อยกเว้นสำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น เมื่อโลหะตัวเติมมีความแข็งแรงของผลผลิตต่ำกว่าวัสดุฐานเพื่อปรับปรุงความเหนียว อย่างไรก็ตาม ความแปรผันใดๆ ควรได้รับการทดสอบและตรวจสอบอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดและข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ
การเลือกเปลวไฟและวัสดุสิ้นเปลืองที่เหมาะสม
GTAW ให้การควบคุมอินพุตความร้อนของช่างเชื่อมและสระหลอมเหลวได้ดีกว่าเทคนิคการเชื่อมอื่นๆ เครื่องจักรที่มีการสตาร์ทด้วยอาร์คความถี่สูง ความสามารถในการควบคุมกระแสไฟจากระยะไกล ตัวจับเวลาหลังการไหล และอินเวอร์เตอร์ gtaw เอาท์พุตขั้นต่ำ 250 แอมป์ จะเป็นไทเทเนียมในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม
ตั้งค่าขั้วของเครื่องเป็นขั้วไฟฟ้ากระแสตรงเป็นลบ (DCEN) เสมอ DCEN ให้การเจาะลึกกว่าขั้วบวก DC อิเล็กโทรด (DCEP)
จับคู่อินเวอร์เตอร์กับไฟฉายแบบใช้ลมหรือระบายความร้อนด้วยน้ำ คบเพลิงตัดระบายความร้อนด้วยอากาศสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีหากอุณหภูมิการเชื่อมของคุณต่ำกว่า 150 แอมป์ และค่าใช้จ่ายต่ำกว่าคบเพลิงตัดระบายความร้อนด้วยน้ำ ในทางกลับกัน คบเพลิงระบายความร้อนด้วยน้ำมีขนาดเล็ก ใช้งานง่าย และสามารถเชื่อมด้วยกระแสไฟที่สูงขึ้นเป็นระยะเวลานานขึ้น โดยการเชื่อมไทเทเนียมส่วนใหญ่จะสั้น ทำให้ระดับเอาต์พุตต่ำกว่า 150 แอมป์
ใช้อิเล็กโทรดโลหะทังสเตน 2% ต่อสายดินตามกระแสเชื่อมดังนี้
สูงสุด 90 แอมป์: 1/16 นิ้วหรือน้อยกว่า
90-200 แอมป์: 3/32 นิ้ว
มากกว่า 200 แอมป์: 1/8 นิ้ว
เลนส์ก๊าซกระจายสม่ำเสมอ ป้องกันก๊าซ และสร้างกระแสที่ราบรื่นเหนือสระเชื่อม
ตีส่วนโค้งแล้วเริ่มทำงาน
เริ่มการเชื่อมโดยตัดปลายของแกนป้อนออกก่อนเพื่อให้เห็นจุดที่บริสุทธิ์และไม่มีการปนเปื้อน เริ่มการจ่ายก๊าซอาร์กอนสักสองสามวินาที จากนั้นจึงเริ่มอาร์ก ตรวจดูให้แน่ใจว่าบริเวณรอยเชื่อมถูกปิดสนิท
ใช้ฟังก์ชันสตาร์ทอาร์คความถี่สูงของอินเวอร์เตอร์ มุมของคบเพลิง ความเร็วของคบเพลิง และมุมเติมลวดมีความคล้ายคลึงกับมุมของการเชื่อมสแตนเลส ทำให้มีสภาวะที่ดีกว่าในการเชื่อมท่อไททาเนียม
การสร้างสระเชื่อมจากไทเทเนียมค่อนข้างง่าย แต่การเคลื่อนย้ายอาจไม่ใช่เรื่องง่าย การดันสระเชื่อมด้วยส่วนโค้งและแท่งเติมมักจะให้ผลลัพธ์ที่ดี แต่จะต้องเก็บแท่งเติมไว้ในตู้ป้องกันแก๊สขณะทำการเชื่อม สิ่งสำคัญคือต้องลดอินพุตความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากความร้อนมากเกินไปอาจทำให้รอยเชื่อมแตกได้ ใช้เทคนิคตบเบา ๆ กับโลหะเติม (ที่ความเร็วการเคลื่อนที่คงที่)
หลังจากเสร็จสิ้นการเชื่อม ให้รอประมาณ 20 ถึง 25 วินาทีในการไหลในภายหลังเพื่อปกป้องข้อต่อในขณะที่เย็นตัวลงถึงเกณฑ์ต่ำกว่า 800 องศาฟาเรนไฮต์ หยุดออกซิเจนไม่ให้ทำปฏิกิริยากับไทเทเนียม การเชื่อมบางประเภทอาจต้องใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 500 องศาฟาเรนไฮต์
เมื่อการเชื่อมเสร็จสิ้น ไทเทเนียมจะแสดงสีที่แท้จริง สีของรอยเชื่อมบ่งบอกถึงระดับที่ก๊าซป้องกันปกป้องรอยเชื่อมจากการปนเปื้อนและความหนาของชั้นออกไซด์ (ดูรูปที่ 2) สามารถกำหนดคุณภาพของการเชื่อมไททาเนียมได้นอกเหนือจากการตรวจสอบด้วยสายตา การเจาะสีย้อม การตรวจสอบความแข็ง การเอ็กซ์เรย์ อัลตราซาวนด์ และการตรวจสอบการทำลายล้าง
