Soldadura por plasma de tubos de titanio
¿Sabes qué elementos se llaman "súper materiales"? De hecho, este elemento es el 9º elemento más abundante y el 7º metal más abundante que se encuentra en la corteza terrestre, y es el titanio. El origen del nombre se remonta a Titán (hijo de la diosa de la tierra en la mitología griega). El titanio es un metal de baja densidad (un poco más de la mitad que el acero) y de alta resistencia con gran resistencia a la corrosión. Por lo tanto, a menudo se le conoce como un "superhéroe". Solo para que conste, debe haber sido sorprendente para usted que no se descubriera hasta 1791.
Hay muchas técnicas para soldar titanio y aleaciones de titanio utilizando una variedad de técnicas como la soldadura por plasma. Del mismo modo, debe haber escuchado que los tubos de titanio son populares por su resistencia, resistencia a la corrosión, baja densidad, alta tenacidad y muchas otras excelentes propiedades. Cuando se alean con aluminio o vanadio, los tubos de titanio pueden exhibir una mayor resistencia mientras mantienen sus ventajas de peso. Estos aspectos lo convierten en el material de elección en todo el mundo para la construcción naval, aeroespacial (aviones comerciales y militares) y las industrias químicas.
Del mismo modo, es posible que tenga muchas preguntas sobre la soldadura de tubos de titanio. Entonces, profundicemos en la soldadura por plasma de tubos de titanio.
¿Qué es la soldadura por plasma?
La soldadura por plasma se refiere a una tecnología de soldadura por arco líquido. La pieza de trabajo se funde suministrando un gas ionizado térmicamente de alta energía llamado plasma y se forma un arco eléctrico entre el electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza de trabajo. El principio de funcionamiento de la soldadura por arco de plasma es el corte térmico, que requiere una fuente de alimentación de CC de alta potencia. Las temperaturas de arco pueden alcanzar hasta 33,000 ° C mientras se mantiene la baja presión, alta temperatura y alta concentración de calor con gas de protección. Además de esto, el proceso de soldadura se acompaña de equipos, técnicas y pruebas adecuadas para garantizar una buena fusión o calidad de soldadura.
¿Por qué usarlo para soldar tubos de titanio?
La soldadura de tubos de titanio puede ser bastante complicada, ya que el material se vuelve altamente reactivo a temperaturas elevadas y también puede afectar negativamente la integridad general de la soldadura dependiendo de las impurezas contenidas. Sin embargo, la soldadura por arco de plasma puede ser útil en esta situación. La razón es que la soldadura por arco de plasma tiene una menor entrada de calor, velocidades de soldadura y desplazamiento más rápidas, y un mayor nivel de calidad metalúrgica que las técnicas de soldadura de gas inerte de tungsteno utilizadas anteriormente.
¿De qué tamaño de tubería se puede soldar?
El modo de ojo de cerradura y el modo de fusión son dos modos diferentes de operación utilizados en la soldadura por arco de plasma. El modo de agujero pequeño se utiliza a tasas de flujo de gas de plasma y corrientes de arco más altas cuando el chorro de plasma puede penetrar en la articulación después de desplazar el metal fundido y formar los pequeños agujeros. Es posible utilizar este modelo para todos los metales comerciales, incluidos los tubos de titanio entre 1,6 mm y 13 mm.
El modo de soldadura, por otro lado, se puede utilizar convenientemente en corrientes de arco más bajas para tubos de titanio y otros metales comerciales, tan delgados como 0.050 mm a 3.2 mm en una sola pasada. Al mismo tiempo, el modo de fusión multipaso es adecuado para espesores superiores a 6,4 mm. En cambio, el grosor y los rangos de espesor pueden variar según el metal utilizado. Esencialmente, las varillas de relleno se utilizan para soldar materiales gruesos, por lo que puede soldar grandes espesores de metal con facilidad.
¿Qué es el material de soldadura?
El material de soldadura que está utilizando aquí es un tubo de titanio. Dado que cada elemento tiene sus propias propiedades mecánicas y químicas únicas, las técnicas o pasos varían según el metal utilizado para garantizar la calidad de la soldadura. Aquí hay algunas propiedades teóricas que ofrecen los tubos de titanio:
Propiedades de soldadura de titanio
¿Qué tipo de máquina se utiliza?
Es posible que se pregunte qué tipo de equipo y maquinaria se utiliza para la soldadura por arco de plasma. La tecnología utiliza fuentes de energía de baja densidad, generadores (alta frecuencia), antorchas de soldadura, electrodos (no consumibles), controladores de plasma y gas de protección, alimentadores de alambre o cable de relleno, cepillos de alambre, etc.
Además, las máquinas de soldadura utilizadas en la soldadura por arco de plasma son de CC o CA. Tenga en cuenta que los motores de CC pueden proporcionar un excelente rendimiento porque el calor proporcionado es controlable debido a la corriente de CC. Aunque son rentables, los soldadores de CA no son de la mejor calidad porque utilizan corriente alterna, por lo que la cantidad de calor transferido varía con el tiempo.
¿Qué podría salir mal?
Varios factores pueden afectar la soldabilidad de los tubos de titanio. Como sabes, el tubo de titanio se calienta durante la soldadura, por lo que a temperaturas superiores a 500-600 ° C, es más probable que se combine con oxígeno, nitrógeno, carbono o hidrógeno presente en el aire, lo que resulta en una disminución de las propiedades mecánicas como la ductilidad y tenacidad del metal. Otros defectos de soldadura incluyen porosidad, inclusiones de escoria, socavaciones, fusión incompleta y penetración incompleta. Todas estas fallas pueden ocurrir durante el proceso de soldadura y pueden afectar la calidad de la soldadura.
¿Qué es una soldadura de calidad?
Si desea obtener una soldadura de calidad, debe comprender qué es una soldadura de calidad. Posteriormente, aquí mencionamos algunos requisitos básicos para nombrar una unión como una soldadura de calidad.
El producto se completa con precisión de acuerdo con el tamaño del diseño.
Este producto proporciona la fuerza y funcionalidad requeridas.
La apariencia de la costura de soldadura alcanza el nivel requerido.
Las cuentas no contienen deformaciones, grietas o agujeros.
La resistencia de la unión soldada se considera igual a la resistencia del metal base.
La relación entre la eficiencia de la unión, la resistencia de la unión soldada y la resistencia del metal base se puede expresar como eficiencia de la unión = resistencia de la unión soldada / resistencia del metal base.
¿Cómo garantizar la calidad de la soldadura?
Cuando se utilizan tubos de titanio como material de soldadura, la calidad está garantizada en solo unos pocos pasos. Estos pueden incluir, entre otros, los siguientes pasos.
Aplique metil etil cetona a través de un paño sin pelusa para eliminar la contaminación de la superficie (aceite, suciedad, polvo y óxido) de los tubos de titanio. Deje que el disolvente se evapore por completo.
Retire la incrustación, que si no se elimina dará como resultado soldaduras más débiles. Para esto, puede usar un archivo de carburo o una herramienta de desbarbado de carburo.
Usted sabe que el tubo de titanio debe estar completamente cubierto con gas de protección para que pueda usar argón puro. Sin embargo, una mezcla de argón helio 75/25 es mejor para una buena penetración. Por cierto, el nitrógeno y el hidrógeno también pueden incluirse en la mezcla.
Se prefiere el metal de relleno cuando el grosor del tubo de titanio supera las 0.010 pulgadas. Asegúrese de que el metal de relleno debe tener las mismas propiedades que el metal base.
También se debe considerar el efecto de los ciclos de calentamiento / enfriamiento asociados con el proceso de soldadura en las propiedades mecánicas del tubo de titanio.
Las soldaduras de alta calidad se pueden lograr con soldadura plana, que se recomienda en todas las técnicas de soldadura por arco y garantiza soldaduras de alta calidad a altas tasas de deposición. También da como resultado una piscina fundida más grande, lo que resulta en tasas de solidificación y enfriamiento más lentas, lo que permite que el gas escape del conjunto y, en última instancia, inhibe la porosidad.
Otro punto que debe considerar es el grosor del tubo. A medida que aumenta el grosor del tubo, los parámetros de la junta se vuelven más críticos. Por lo tanto, la profundidad de bisel adecuada en ambos lados de la junta y el área de la almohadilla entre los biseles son responsables de la calidad de la soldadura.
¿Cómo se prueban las soldaduras?
Las soldaduras se prueban utilizando técnicas apropiadas bajo condiciones ambientales estrictamente controladas. NDT (pruebas no destructivas) se usa ampliamente para evaluar soldaduras y generalmente incluye pruebas como inspección visual, partícula magnética, penetrante líquido, corriente de Foucault, emisión acústica, ultrasonidos y radiografía. Inspeccione las soldaduras para una distribución uniforme del material de soldadura, sin contaminación, sin porosidad, juntas herméticas, a prueba de fugas y resistencia adecuada. Las uniones soldadas se prueban de acuerdo con los estándares mencionados en una de las secciones anteriores.
últimas palabras
Los tubos de titanio tienen aplicaciones comerciales en una variedad de industrias de alta tecnología y precisión. Por lo tanto, comprender su soldabilidad es crucial. Por lo tanto, muchos procesos de soldadura se utilizan ampliamente para soldar tubos de titanio, como GTAW, GMAW, LBW, RW y EBW, por nombrar algunos. El arco de plasma o soldadura por plasma también es uno de ellos y es una técnica comúnmente utilizada al soldar tubos de titanio. Los principios básicos de este proceso son los mismos para todos los metales. Sin embargo, hay algunos métodos y técnicas que varían según el material de soldadura para garantizar una buena calidad de soldadura.
