1. チタンパイプとチタン合金パイプの溶接割れの問題 チタン合金を溶接する場合、溶接部に熱割れが発生する可能性は非常に低いです。これは、チタンおよびチタン合金中のＳ、Ｐ、Ｃなどの不純物の含有量が非常に少なく、ＳとＰによって形成される低融点共晶には結晶粒界が少ないためである。また、有効結晶化温度範囲が狭いことに加えて、チタンおよびチタン合金は凝固時の収縮が小さく、溶接金属に熱割れが発生しません。
チタンおよびチタン合金を溶接する場合、溶接シームに高い酸素と窒素が含まれていると、溶接部または熱影響部の性能が脆くなり、より大きな溶接応力の作用下で低温亀裂が発生します。溶接後、数時間以上経ってから亀裂が発生するのが特徴で、遅延亀裂と呼ばれます。研究によると、溶接中の水素の拡散がこのような亀裂の主な原因であることが示されています。溶接プロセス中に、水素は高温の深層プールから低温の熱影響部に拡散します。水素含有量の増加により、このゾーンで析出する TiH2 の量が増加し、熱影響ゾーンの脆性が増加します。さらに、水素化物の析出中の体積膨張により、より大きな構造応力が発生します。領域の高応力部分への水素原子の拡散と蓄積が相まって、亀裂が形成されます。この遅延亀裂を防止する方法は、主に溶接継手内の水素の発生源を減らすことです。
2. チタンパイプとチタン合金パイプの溶接部の気孔率
気孔率は、チタンパイプを溶接するときによく遭遇する大きな問題です。毛穴ができる根本原因は水素の影響です。毛穴を防ぐための主な技術的対策は次のとおりです。
1) 溶接は高純度アルゴンの保護下で行われます。アルゴンの純度は 99.99% 以上である必要があります。
2）チタンチューブ、チタン板、チタン板チューブアイの表面に付着した酸化スケールや油分等の有機物を十分に除去してください。化学的および機械的方法で洗浄できます。
3) 溶融池に適切なガス保護を適用し、乱流を防止して保護効果に影響を与えるためにアルゴンの流量と流量を制御します。
4) 適切な溶接プロセスパラメータと溶接仕様を選択し、深いプールの滞留時間を長くして気泡の排出を促進し、効果的に気孔を減らします。
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