1. Vật liệu hàn
(1) Titan và hợp kim cơ bản của nó hiếm khi được hàn bằng chất hàn mềm. Các kim loại phụ dùng để hàn chủ yếu bao gồm gốc bạc, gốc nhôm, gốc titan hoặc gốc titan zirconium.
Chất hàn gốc bạc chủ yếu được sử dụng cho các linh kiện có nhiệt độ làm việc dưới 540 ℃. Các mối hàn sử dụng chất hàn bạc nguyên chất có độ bền thấp, dễ nứt, khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa kém. Nhiệt độ hàn của chất hàn Ag-Cu thấp hơn so với bạc, nhưng khả năng thấm ướt giảm khi hàm lượng Cu tăng. Chất hàn Ag-Cu chứa một lượng nhỏ Li có thể cải thiện khả năng thấm ướt và mức độ hợp kim giữa chất hàn và kim loại nền. Chất hàn AG-Li có đặc điểm là điểm nóng chảy thấp và khả năng khử mạnh. Nó thích hợp để hàn titan và hợp kim titan trong môi trường bảo vệ. Tuy nhiên, hàn chân không sẽ làm ô nhiễm lò do sự bay hơi của Li. Kim loại phụ Ag-5al- (0,5 ~ 1,0) Mn là kim loại phụ được ưa chuộng cho các linh kiện hợp kim titan thành mỏng. Mối hàn có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn tốt. Độ bền cắt của các mối nối titan và hợp kim titan được hàn bằng kim loại phụ gốc bạc được thể hiện trong Bảng 12.
Bảng 12: Các thông số quy trình hàn và độ bền mối hàn của titan và hợp kim titan.
Nhiệt độ hàn của chất hàn gốc nhôm thấp, không gây ra hiện tượng chuyển pha β của hợp kim titan, làm giảm yêu cầu về việc lựa chọn vật liệu và cấu trúc đồ gá hàn. Tương tác giữa kim loại phụ và kim loại nền thấp, sự hòa tan và khuếch tán không rõ rệt, nhưng độ dẻo của kim loại phụ tốt, dễ dàng cán kim loại phụ và kim loại nền lại với nhau, do đó rất thích hợp để hàn bộ tản nhiệt hợp kim titan, cấu trúc dạng tổ ong và cấu trúc nhiều lớp.
Các chất trợ hàn gốc titan hoặc titan zirconium thường chứa Cu, Ni và các nguyên tố khác, có thể nhanh chóng khuếch tán vào ma trận và phản ứng với titan trong quá trình hàn, dẫn đến ăn mòn ma trận và hình thành lớp giòn. Do đó, nhiệt độ hàn và thời gian giữ nhiệt cần được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình hàn, và nên tránh sử dụng để hàn các cấu trúc thành mỏng nếu có thể. B-ti48zr48be là một loại chất hàn Ti-Zr điển hình. Nó có khả năng thấm ướt tốt với titan, và kim loại nền không có xu hướng phát triển hạt trong quá trình hàn.
(2) Kim loại hàn cho zirconium và hợp kim cơ bản Việc hàn zirconium và hợp kim cơ bản chủ yếu bao gồm b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, v.v., được sử dụng rộng rãi trong việc hàn các ống hợp kim zirconium của lò phản ứng hạt nhân.
(3) Chất trợ hàn và khí bảo vệ titan, zirconi và hợp kim cơ bản có thể đạt được kết quả tốt trong chân không và khí trơ (heli và argon). Phải sử dụng argon có độ tinh khiết cao cho quá trình hàn được bảo vệ bằng argon, và điểm sương phải là -54 ℃ hoặc thấp hơn. Phải sử dụng chất trợ hàn đặc biệt chứa florua và clorua của kim loại Na, K và Li cho quá trình hàn bằng ngọn lửa.
2. Công nghệ hàn thiếc
Trước khi hàn, bề mặt phải được làm sạch kỹ lưỡng, tẩy dầu mỡ và loại bỏ lớp màng oxit. Lớp màng oxit dày phải được loại bỏ bằng phương pháp cơ học, phương pháp phun cát hoặc phương pháp bể muối nóng chảy. Lớp màng oxit mỏng có thể được loại bỏ trong dung dịch chứa 20% ~ 40% axit nitric và 2% axit flohydric.
Trong quá trình nung chảy, titan, zirconi và hợp kim của chúng không được phép tiếp xúc với không khí tại bề mặt mối nối. Quá trình nung chảy có thể được thực hiện trong môi trường chân không hoặc khí trơ. Có thể sử dụng gia nhiệt cảm ứng tần số cao hoặc gia nhiệt trong môi trường bảo vệ. Gia nhiệt cảm ứng là phương pháp tốt nhất cho các chi tiết nhỏ, đối xứng, trong khi nung chảy trong lò nung có nhiều ưu điểm hơn cho các chi tiết lớn và phức tạp.
Nên chọn Ni, Cr, W, Mo, Ta và các vật liệu khác làm phần tử gia nhiệt để hàn Ti, Zr và hợp kim của chúng. Không được sử dụng thiết bị có phần tử gia nhiệt bằng than chì lộ ra ngoài để tránh ô nhiễm carbon. Đồ gá hàn phải được làm bằng vật liệu có độ bền ở nhiệt độ cao tốt, hệ số giãn nở nhiệt tương tự như Ti hoặc Zr, và có độ phản ứng thấp với kim loại nền.
Thời gian đăng bài: 13/06/2022