টাইটানিয়াম কেন ওয়েল্ড করা কঠিন

টাইটানিয়াম অ্যালো, তাদের উচ্চ শক্তি, জারা প্রতিরোধের এবং হালকা ওজনের বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, মহাকাশ, সামুদ্রিক ইঞ্জিনিয়ারিং এবং বায়োমেডিসিনের মতো ক্ষেত্রগুলিতে একটি অপরিবর্তনীয় অবস্থান ধারণ করে। যাইহোক, এই উপাদানটি, "ভবিষ্যতের ধাতব" হিসাবে প্রশংসিত, দীর্ঘদিন ধরে ওয়েল্ডিংয়ে "প্রযুক্তিগত কোনও - go go জোন" হিসাবে বিবেচিত হয়। এর ld ালাইযুক্ত জয়েন্টগুলি হিংস্রতার ঝুঁকিতে রয়েছে, অত্যন্ত ক্র্যাক - সংবেদনশীল এবং এমনকি উচ্চ - গুণমানের ld ালাইয়ের জন্য একটি ভ্যাকুয়াম পরিবেশের প্রয়োজন। ওয়েল্ডিং টাইটানিয়ামের অসুবিধাগুলি তার অনন্য শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং ধাতববিদ্যার বিক্রিয়া বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে উদ্ভূত হয়, যা প্রক্রিয়া চ্যালেঞ্জগুলির একটি জটিল ওয়েব তৈরি করতে অন্তর্নির্মিত।

উচ্চ তাপমাত্রায় "রাসায়নিক ঝড়"

ঘরের তাপমাত্রায় টাইটানিয়ামের পৃষ্ঠের উপর গঠিত ঘন অক্সাইড ফিল্ম (টিআইও) দুর্দান্ত জারা প্রতিরোধের ব্যবস্থা করে, তবে এটি উচ্চ ld ালাই তাপমাত্রায় বিপদের উত্স হয়ে ওঠে। যখন তাপমাত্রা 600 ডিগ্রি ছাড়িয়ে যায়, তখন টাইটানিয়ামের রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপ নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়, বাতাসে অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেনের সাথে সহিংসভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়:

অক্সিডেটিভ দূষণ:800 ডিগ্রির উপরে, টাইটানিয়ামে অক্সিজেনের দ্রবণীয়তা তাত্পর্যপূর্ণভাবে বৃদ্ধি পায়, বেশ কয়েকটি মাইক্রন পুরু একটি ভঙ্গুর অক্সাইড স্তর গঠন করে। এই অক্সাইড স্তরটি ওয়েল্ডের দৃ ness ়তা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। যখন অক্সিজেনের সামগ্রীটি একটি সমালোচনামূলক মান ছাড়িয়ে যায়, তখন প্রভাবের দৃ ness ়তা 50%এরও বেশি কমতে পারে, যা পরিষেবার সময় যৌথের অপ্রত্যাশিত ফ্র্যাকচারের দিকে পরিচালিত করে।

হাইড্রোজেন এম্ব্রিটমেন্ট ঝুঁকি:হাইড্রোজেন উত্পাদন করতে উচ্চ তাপমাত্রায় পচে যাওয়া ld ালাই তারের পৃষ্ঠের বায়ু এবং তেলের আর্দ্রতা। হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি টাইটানিয়াম জালিতে প্রবেশ করে, সুই গঠন করে - আকৃতির হাইড্রাইডস (টিআইএইচ)। এই হাইড্রাইডগুলি "বিলম্বিত হিংস্রতা" সৃষ্টি করতে পারে, যার অর্থ কম তাপমাত্রায়, যৌথ হঠাৎ ন্যূনতম চাপের কারণে ফ্র্যাকচার হতে পারে। হাইড্রোজেন এমব্রিটমেন্ট একটি নিখুঁত নিষিদ্ধ, বিশেষত বায়োমেডিকাল ইমপ্লান্টগুলির মতো অত্যন্ত উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে।

নাইট্রাইডিং এমব্রিটমেন্ট:যখন তাপমাত্রা 700 ডিগ্রি ছাড়িয়ে যায়, টাইটানিয়াম নাইট্রোজেনের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) তৈরি করে। এই শক্ত এবং ভঙ্গুর পর্বটি ওয়েল্ডের নমনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। টাইটানিয়াম অ্যালো এবং স্টিলের ভিন্ন ld ালাইতে, নাইট্রাইডিং একটি প্রাথমিক কারণ যা যৌথ এম্ব্রিটমেন্টে অবদান রাখে, এমনকি জারণ দূষণের তীব্রতা ছাড়িয়ে যায়।

এই রাসায়নিক ঝড়ের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য, টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিংকে অবশ্যই একটি "সম্পূর্ণরূপে বদ্ধ" সুরক্ষা কৌশল ব্যবহার করতে হবে: একটি উচ্চ - বিশুদ্ধতা জড় গ্যাস (যেমন আর্গন) ব্যবহার করে sh ালিং মাধ্যম হিসাবে। ওয়েল্ডিংয়ের সময়, ld ালাইয়ের উভয় পক্ষই গ্যাসের ield াল দ্বারা সুরক্ষিত থাকতে হবে। উচ্চ - তাপমাত্রা ওয়েল্ডের গৌণ জারণ রোধ করতে গ্যাসের শাট - অফটি ld ালাইয়ের পরে বিলম্বিত হয়। উচ্চ - শেষ উত্পাদন, ভ্যাকুয়াম ইলেক্ট্রন মরীচি ওয়েল্ডিং এমনকি নিযুক্ত করা হয়, যা 10⁻⁴ পিএর শূন্যতায় ld ালাই সম্পূর্ণ করে গ্যাসের দূষণ থেকে ওয়েল্ডকে সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্ন করতে।

 

থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলিতে "সহজাত ত্রুটিগুলি"

টাইটানিয়ামের থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি এর ld ালাইয়ের সাথে তীব্র বিরোধে রয়েছে:

কম তাপ পরিবাহিতা:টাইটানিয়ামের তাপীয় পরিবাহিতা ইস্পাতের মাত্র এক - ষষ্ঠ। ওয়েল্ডিংয়ের সময় তাপের ঘনত্বকে বিলুপ্ত করা কঠিন করে তোলে, স্থানীয়করণ ওভারহিটিং এবং তাপ - আক্রান্ত অঞ্চল (এইচএজে) এর প্রসার ঘটায়। এই উত্তাপের ঘনত্ব জয়েন্টের প্লাস্টিকতা এবং দৃ ness ়তা হ্রাস করে হ্যাজে শস্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে মোটা করে তোলে। অনুপযুক্ত কুলিং হারগুলি একটি মোটা উইডম্যানস্টেটেন কাঠামো গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে, আরও অবনতি যৌথ কর্মক্ষমতা।

উচ্চ ইলাস্টিক মডুলাস:টাইটানিয়ামের ইলাস্টিক মডুলাস ইস্পাতের চেয়ে অর্ধেক, যার ফলে একই ld ালাই চাপের অধীনে স্টিলের দ্বিগুণ বিকৃতি ঘটে। এই "নরম তবুও শক্ত" সম্পত্তিটি ওয়েল্ডিংয়ের সময় টাইটানিয়ামকে avy ালাই বিকৃতকরণের প্রবণ করে তোলে, বিশেষত যখন পাতলা প্লেটগুলি ld ালাই করে। অনমনীয় ফিক্সিং এবং জোরপূর্বক কুলিংয়ের মতো সহায়ক ব্যবস্থাগুলি বিকৃতি নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রয়োজন।

পর্যায় রূপান্তর সংবেদনশীলতা:টাইটানিয়াম দুটি অ্যালোট্রপে বিদ্যমান: (ষড়ভুজ ঘনিষ্ঠ - প্যাকড) এবং (বডি - কেন্দ্রিক ঘনক), 882 ডিগ্রির একটি পর্যায় রূপান্তর তাপমাত্রা সহ। ওয়েল্ডিংয়ের সময়, HAGG এর মধ্যে - থেকে - ফেজ রূপান্তর হয়। অত্যধিক দ্রুত বা ধীরে ধীরে শীতলকরণ কাঠামোগত অস্বাভাবিকতাগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে যেমন অ্যাসিকুলার মার্টেনসাইট বা মোটা উইডম্যানস্ট্যাটেনাইট গঠনের মতো, যৌথ দৃ ness ়তা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।

এই সমস্যাগুলি সমাধান করার জন্য, ইঞ্জিনিয়াররা "পালসড টিগ ওয়েল্ডিং" প্রযুক্তি তৈরি করেছিলেন। এই প্রযুক্তিটি তাপের ইনপুট নিয়ন্ত্রণ করতে উচ্চ - ফ্রিকোয়েন্সি স্পন্দিত ব্যবহার করে, যার ফলে ওয়েল্ডে একটি সূক্ষ্ম, সমতুল্য শস্য কাঠামো তৈরি হয়। তদ্ব্যতীত, একটি "ডাবল - পার্শ্বযুক্ত একযোগে আরগন শিল্ডিং" প্রক্রিয়াটি নিযুক্ত করা হয়, ওয়েল্ডের পিছনে একটি ড্রাগ শিল্ড স্থাপন করা হয় যাতে নিশ্চিত হয় যে 400 ডিগ্রির উপরে অঞ্চলগুলি সর্বদা জড় গ্যাস দ্বারা ield ালিত হয়, জারণ এবং নাইট্রিডেশন প্রতিরোধ করে।

 

ভিন্ন ভিন্ন উপাদান ld ালাইয়ের "নিষিদ্ধ অঞ্চল"

অন্যান্য ধাতব (যেমন ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম এবং তামা) সহ ওয়েল্ডিং টাইটানিয়াম আরও জটিল চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে:

টাইটানিয়াম - ইস্পাত ld ালাই:টাইটানিয়ামে লোহার শক্ত দ্রবণীয়তা অত্যন্ত কম, যার ফলে ওয়েল্ডিংয়ের সময় ইন্টারফেসে প্রচুর পরিমাণে শক্ত এবং ভঙ্গুর ফেটি এবং ফেটি ইন্টারমেটালিক যৌগগুলি গঠন হয়। এই যৌগগুলি এইচভি 800-1000 এর কঠোরতায় পৌঁছতে পারে, টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স (এইচভি 200-300) এর চেয়ে অনেক বেশি, জয়েন্টে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের দিকে পরিচালিত করে। তদ্ব্যতীত, টাইটানিয়াম এবং ইস্পাতের তাপীয় প্রসারণ সহগগুলি তিনটি ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক হয়, ওয়েল্ডিংয়ের সময় উল্লেখযোগ্য চাপ তৈরি করে এবং যৌথ ব্যর্থতার ঝুঁকি আরও বাড়িয়ে তোলে।

টাইটানিয়াম - অ্যালুমিনিয়াম ওয়েল্ডিং:উচ্চ তাপমাত্রায়, টাইটানিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম ইন্টারমেটালিক যৌগগুলি যেমন টিয়াল এবং টায়াল ₃ গঠন করে ₃ এই যৌগগুলি অত্যন্ত ভঙ্গুর, এবং টাইটানিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়ামের তাপীয় পরিবাহিতা 16 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক হয়, যার ফলে ওয়েল্ডিংয়ের সময় অসম তাপ বিতরণ হয় এবং ক্র্যাকিংয়ের ঝুঁকিতে পড়ে। তদ্ব্যতীত, তরল অ্যালুমিনিয়ামে হাইড্রোজেনের দ্রবণীয়তা শক্ত অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে 1000 গুণ বেশি। দৃ ification ়করণের সময়, হাইড্রোজেন গ্যাস পালিয়ে যায়, ছিদ্র গঠন করে এবং যৌথ কর্মক্ষমতা অবনতি করে।

টাইটানিয়াম - তামা ld ালাই:তামা এবং টাইটানিয়াম উচ্চ তাপমাত্রায় টিউকু এবং টিকু এর মতো ইন্টারমেটালিক যৌগগুলি গঠন করে। তদুপরি, তামা টাইটানিয়ামের চেয়ে কম গলনাঙ্ক রয়েছে, যা সহজেই টাইটানিয়ামের পাশে অপর্যাপ্ত গলে বা ld ালাইয়ের সময় তামা পাশে অতিরিক্ত উত্তাপের দিকে নিয়ে যেতে পারে। তদ্ব্যতীত, তরল তামাতে হাইড্রোজেন দ্রবণীয়তার পার্থক্য হাইড্রোজেন ছিদ্র হতে পারে, যৌথ দৃ ness ়তা হ্রাস করতে পারে।

ভিন্ন ld ালাইয়ের সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে উঠতে ইঞ্জিনিয়াররা "ট্রানজিশন লেয়ার" প্রযুক্তি তৈরি করেছেন। এটি ইন্টারমেটালিক যৌগগুলির গঠনে বাধা দেওয়ার জন্য টাইটানিয়াম এবং ভিন্ন ভিন্ন ধাতুগুলির মধ্যে ভ্যানডিয়াম বা নিকেলের একটি মধ্যবর্তী স্তর প্রবর্তন করে। তদ্ব্যতীত, শক্ত - ভ্যাকুয়াম প্রসারণ ld ালাই এবং ঘর্ষণ ld ালাইয়ের মতো রাষ্ট্রীয় ld ালাই কৌশলগুলি গলে যাওয়ার সাথে সম্পর্কিত ধাতববিদ্যার সমস্যাগুলি এড়িয়ে পারমাণবিক বিস্তারের মাধ্যমে সংযোগ অর্জন করে।

 

প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের "যথার্থ নৃত্য"

টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল:

বর্তমান নিয়ন্ত্রণ:ওয়েল্ডিং কারেন্টটি অবশ্যই প্লেটের বেধ অনুযায়ী যথাযথভাবে সামঞ্জস্য করা উচিত। অতিরিক্ত স্রোতের ফলে শস্য মোটা হয়ে উঠবে, যখন খুব কম একটি স্রোতের ফলে অপর্যাপ্ত অনুপ্রবেশ ঘটবে। পালসড টিগ ওয়েল্ডিংয়ে, বেস কারেন্ট এবং পিক কারেন্টের মিলটি তাপ ইনপুট এবং ওয়েল্ড পুলের রূপচর্চা নিয়ন্ত্রণ করতে অনুকূলিত করতে হবে . 2.} ওয়েল্ডিং গতি: ওয়েল্ডিংয়ের গতি অবশ্যই বর্তমান এবং ঝালাই গ্যাস প্রবাহের হারের সাথে একত্রে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। অতিরিক্ত গতি সহজেই পোরোসিটি সৃষ্টি করতে পারে, যখন খুব ধীর গতি তাপ - প্রভাবিত অঞ্চলকে প্রসারিত করতে পারে। লেজার ওয়েল্ডিংয়ে, স্পট ব্যাস এবং নাড়ির ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করে তাপের ইনপুট অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।

খাঁজ নকশা:টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিংয়ের জন্য একটি ধারালো ভি - আকৃতির খাঁজ প্রয়োজন। ধাতুটি চকচকে না হওয়া পর্যন্ত ভোঁতা প্রান্তগুলি অবশ্যই কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা এবং স্টেইনলেস স্টিলের তারের ব্রাশ দিয়ে পরিষ্কার করা উচিত। যে কোনও অক্সাইড স্তর বা তেলের দাগ ওয়েল্ড দূষণের কারণ হতে পারে, তাই ওয়েল্ডিংয়ের আগে অ্যাসিটোন বা অ্যানহাইড্রস অ্যালকোহল সহ একটি চূড়ান্ত পরিষ্কার প্রয়োজন।

পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণ:হাইড্রোজেন ছিদ্রগুলির গঠন রোধ করতে আপেক্ষিক আর্দ্রতা 60% এর নিচে রাখা কম -}}}}}}}}}}} অটোমেটেড ওয়েল্ডিংয়ের জন্য একেবারে পরিষ্কার ld ালাইয়ের পরিবেশ নিশ্চিত করতে একটি সিলযুক্ত চেম্বার এবং শুকনো জড় গ্যাসের প্রবাহের প্রয়োজন।

 

টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিংয়ে চ্যালেঞ্জগুলি দীর্ঘদিন ধরে এর প্রয়োগকে বাধা দিয়েছে। যাইহোক, উপকরণ বিজ্ঞান এবং ld ালাই প্রযুক্তিতে অগ্রগতির সাথে ইঞ্জিনিয়াররা বিভিন্ন সমাধান তৈরি করেছেন: ভ্যাকুয়াম ইলেক্ট্রন বিম ওয়েল্ডিং, লেজার ওয়েল্ডিং এবং পালসড টিগ ওয়েল্ডিংয়ের মতো উন্নত প্রক্রিয়া। বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমের সাথে মিলিত, এই প্রক্রিয়াগুলি টাইটানিয়াম ওয়েল্ডিংকে কেবলমাত্র অভিজ্ঞ ওয়েল্ডারদের অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করে সুনির্দিষ্ট প্যারামেট্রিক নিয়ন্ত্রণে স্থানান্তরিত করেছে।