Soudage au plasma de tubes en titane
Savez-vous quels éléments sont appelés « super matériaux » ? En fait, cet élément est le 9ème élément le plus abondant et le 7ème métal le plus abondant trouvé dans la croûte terrestre, et c’est le titane. L’origine du nom remonte à Titan (fils de la déesse de la terre dans la mythologie grecque). Le titane est un métal de faible densité (un peu plus de la moitié de celle de l’acier) et à haute résistance avec une grande résistance à la corrosion. Par conséquent, il est souvent appelé un « super-héros ». Juste pour la petite histoire, il a dû être surprenant pour vous qu’il n’ait pas été découvert avant 1791.
Il existe de nombreuses techniques pour souder le titane et les alliages de titane en utilisant une variété de techniques telles que le soudage au plasma. De même, vous devez avoir entendu dire que les tubes en titane sont populaires pour leur résistance, leur résistance à la corrosion, leur faible densité, leur grande ténacité et de nombreuses autres excellentes propriétés. Lorsqu’ils sont alliés à de l’aluminium ou du vanadium, les tubes en titane peuvent présenter une résistance plus élevée tout en conservant leurs avantages en termes de poids. Ces aspects en font le matériau de choix dans le monde entier pour la construction navale, l’aérospatiale (avions commerciaux et militaires) et les industries chimiques.
De même, vous pouvez avoir beaucoup de questions sur le soudage de tubes en titane. Alors, plongeons dans le soudage au plasma de tubes en titane.
Qu’est-ce que le soudage au plasma ?
Le soudage au plasma fait référence à une technologie de soudage à l’arc liquide. La pièce est fondue en fournissant un gaz ionisé thermiquement à haute énergie appelé plasma et un arc électrique est formé entre l’électrode de tungstène (non consommable) et la pièce. Le principe de fonctionnement du soudage à l’arc plasma est la découpe thermique, qui nécessite une alimentation CC haute puissance. Les températures de l’arc peuvent atteindre jusqu’à 33 000 ° C tout en maintenant une basse pression, une température élevée et une concentration de chaleur élevée avec un gaz de protection. En plus de cela, le processus de soudage est accompagné d’équipements, de techniques et de tests appropriés pour assurer une bonne qualité de fusion ou de soudure.
Pourquoi l’utiliser pour souder des tubes en titane ?
Le soudage de tubes en titane peut être assez compliqué, car le matériau devient très réactif à des températures élevées et peut également affecter négativement l’intégrité globale de la soudure en fonction des impuretés contenues. Cependant, le soudage à l’arc au plasma peut être utile dans cette situation. La raison en est que le soudage à l’arc au plasma a un apport de chaleur plus faible, des vitesses de soudage et de déplacement plus rapides et un niveau de qualité métallurgique plus élevé que les techniques de soudage au gaz inerte au tungstène précédemment utilisées.
Quelle taille de tuyau pouvez-vous souder?
Le mode trou de serrure et le mode fusion sont deux modes de fonctionnement différents utilisés dans le soudage à l’arc plasma. Le mode petit trou est utilisé à des débits de gaz plasma et des courants d’arc plus élevés lorsque le jet de plasma peut pénétrer dans le joint après avoir déplacé le métal fondu et formé les petits trous. Il est possible d’utiliser ce modèle pour tous les métaux commerciaux, y compris les tubes en titane entre 1,6 mm et 13 mm.
Le mode de soudage, d’autre part, peut être facilement utilisé à des courants d’arc plus faibles pour les tubes en titane et autres métaux commerciaux, aussi minces que 0,050 mm à 3,2 mm en un seul passage. Dans le même temps, le mode de fusion multipasse convient aux épaisseurs supérieures à 6,4 mm. Au lieu de cela, les plages d’épaisseur et d’épaisseur peuvent varier en fonction du métal utilisé. Essentiellement, les tiges d’apport sont utilisées pour souder des matériaux épais, de sorte que vous pouvez souder facilement de grandes épaisseurs de métal.
Qu’est-ce qu’un matériau de soudage?
Le matériau de soudage que vous utilisez ici est un tube en titane. Étant donné que chaque élément a ses propres propriétés mécaniques et chimiques, les techniques ou les étapes varient en fonction du métal utilisé pour assurer la qualité de la soudure. Voici quelques propriétés théoriques offertes par les tubes en titane :
Propriétés du titane de soudage
Quel type de machine est utilisé ?
Vous vous demandez peut-être quel type d’équipement et de machine est utilisé pour le soudage à l’arc au plasma. La technologie utilise des sources d’énergie à faible densité, des générateurs (haute fréquence), des torches de soudage, des électrodes (non consommables), des contrôleurs de plasma et de gaz de protection, des chargeurs de fils ou de câbles de remplissage, des brosses métalliques, etc.
En outre, les machines de soudage utilisées dans le soudage à l’arc plasma sont soit DC ou AC. Notez que les moteurs DC peuvent fournir d’excellentes performances car la chaleur fournie est contrôlable en raison du courant CONTINU. Bien qu’ils soient rentables, les soudeurs AC ne sont pas de la meilleure qualité car ils utilisent du courant alternatif, de sorte que la quantité de chaleur transférée varie au fil du temps.
Qu’est-ce qui pourrait mal tourner?
Plusieurs facteurs peuvent affecter la soudabilité des tubes en titane. Comme vous le savez, le tube en titane est chauffé pendant le soudage, donc à des températures supérieures à 500-600 ° C, il est plus susceptible de se combiner avec l’oxygène, l’azote, le carbone ou l’hydrogène présents dans l’air, ce qui entraîne une diminution des propriétés mécaniques telles que la ductilité et la ténacité du métal. Les autres défauts de soudage comprennent la porosité, les inclusions de scories, les contre-dépouilles, la fusion incomplète et la pénétration incomplète. Toutes ces défaillances peuvent se produire pendant le processus de soudage et peuvent affecter la qualité de la soudure.
Qu’est-ce qu’une soudure de qualité ?
Si vous voulez obtenir une soudure de qualité, vous devez comprendre ce qu’est une soudure de qualité. Par la suite, nous mentionnons ici quelques exigences de base pour nommer un joint comme une soudure de qualité.
Le produit est complété avec précision en fonction de la taille de conception.
Ce produit offre la force et la fonctionnalité requises.
L’apparence du cordon de soudure atteint le niveau requis.
Les perles ne contiennent pas de déformations, de fissures ou de trous.
La résistance du joint soudé est considérée comme égale à la résistance du métal de base.
La relation entre l’efficacité du joint, la résistance du joint soudé et la résistance du métal de base peut être exprimée en efficacité du joint = résistance du joint soudé / résistance du métal de base.
Comment assurer la qualité de la soudure ?
Lors de l’utilisation de tubes en titane comme matériau de soudage, la qualité est garantie en quelques étapes seulement. Ceux-ci peuvent inclure, mais ne sont pas limités aux étapes suivantes.
Appliquez de la méthyléthylcétone à travers un chiffon non pelucheux pour éliminer la contamination de surface (huile, saleté, poussière et rouille) des tubes en titane. Laissez le solvant s’évaporer complètement.
Retirez le tartre qui, s’il n’est pas enlevé, entraînera des soudures plus faibles. Pour cela, vous pouvez utiliser un fichier en carbure ou un outil d’ébavurage en carbure.
Vous savez que le tube en titane doit être complètement recouvert de gaz de protection pour pouvoir utiliser de l’argon pur. Cependant, un mélange d’hélium argon 75/25 est le meilleur pour une bonne pénétration. Incidemment, l’azote et l’hydrogène peuvent également être inclus dans le mélange.
Le métal d’apport est préféré lorsque l’épaisseur du tube en titane dépasse 0,010 pouce. Assurez-vous que le métal d’apport doit avoir les mêmes propriétés que le métal de base.
L’effet des cycles de chauffage/refroidissement associés au procédé de soudage sur les propriétés mécaniques du tube en titane doit également être pris en compte.
Des soudures de haute qualité peuvent être obtenues avec le soudage à plat, ce qui est recommandé dans toutes les techniques de soudage à l’arc et garantit des soudures de haute qualité à des taux de dépôt élevés. Il en résulte également un bassin fondu plus grand, ce qui entraîne des taux de solidification et de refroidissement plus lents, permettant au gaz de s’échapper de l’ensemble et, en fin de compte, inhibant la porosité.
Un autre point que vous devez considérer est l’épaisseur du tube. À mesure que l’épaisseur du tube augmente, les paramètres du joint deviennent plus critiques. Par conséquent, la profondeur de biseau appropriée des deux côtés du joint et la zone de tampon entre les biseaux sont responsables de la qualité de la soudure.
Comment les soudures sont-elles testées?
Les soudures sont testées à l’aide de techniques appropriées dans des conditions environnementales strictement contrôlées. Les CND (essais non destructifs) sont largement utilisés pour évaluer les soudures et comprennent généralement des tests tels que l’inspection visuelle, les particules magnétiques, le ressuage liquide, les courants de Foucault, l’émission acoustique, les ultrasons et la radiographie. Inspectez les soudures pour une distribution uniforme du matériau de soudure, aucune contamination, aucune porosité, des joints étanches, étanches et une résistance appropriée. Les joints soudés sont testés selon les normes mentionnées dans l’une des sections ci-dessus.
derniers mots
Les tubes en titane ont des applications commerciales dans une variété d’industries de haute technologie et de précision. Par conséquent, il est crucial de comprendre sa soudabilité. Par conséquent, de nombreux procédés de soudage sont largement utilisés pour souder des tubes en titane, tels que GTAW, GMAW, LBW, RW et EBW, pour n’en nommer que quelques-uns. Le soudage à l’arc plasma ou plasma est également l’un d’entre eux et est une technique couramment utilisée lors du soudage de tubes en titane. Les principes de base de ce processus sont les mêmes pour tous les métaux. Cependant, il existe certaines méthodes et techniques qui varient selon le matériau de soudage pour assurer une bonne qualité de soudure.
