Viime vuosina talouden kehittyessä, erityisesti uudistuksen jatkuvan syventymisen ja{0}}avautumisen myötä, Kiinan talousrakenne on edistynyt valtavasti. Samaan aikaan Kiina on edistynyt merkittävästi myös hitsaustekniikassa, kuten putkistoissa. Titaanihitsaus on suhteellisen yleinen hitsaustyyppi. Titaanihitsausprosessissa hitsauslaadun oikealla valvonnalla on erittäin tärkeä vaikutus titaanihitsauksen väriin. Titaanihitsauksen värin intuitiivisuuden vuoksi titaanihitsauksen värin ja hitsauksen laadun välisen suhteen tutkimuksella on suuri merkitys. Tämä artikkeli, joka yhdistää kirjoittajan vuosien tutkimuksen ja käytännön kokemuksen titaanin hitsauksen laadunvalvonnasta ja prosessista, tutkii hitsauksen laadun ja titaanihitsauksen värin välistä suhdetta toivoen myötävaikuttavan tämän alan tutkimukseen.
1. Titaanin ja titaaniseoksen putkisaumojen värimuutokset ja vikojen muodostumismekanismi
Titaani- ja titaaniseosputkisaumojen viat ja mekanismit ovat seuraavat: Titaaniputken hitsauksessa argonkaarihitsauspolttimen muodostama argonkaasusuojakerros voi suojata vain hitsausallasta ilman haitallisilta vaikutuksilta, mutta se ei suojaa jo jähmettynyttä hitsausta ja lähellä olevia korkeita lämpötiloja. Tässä tilassa titaaniputken hitsauksilla ja sitä ympäröivillä alueilla on edelleen vahva kyky imeä ilmasta typpeä ja happea. Hapen absorptio alkaa 400 asteessa ja typen absorptio alkaa 600 asteessa, kun taas ilma sisältää suuria määriä typpeä ja happea.
Kun hapettuminen vähitellen lisääntyy, titaaniputken hitsin väri muuttuu ja hitsin plastisuus heikkenee seuraavan kuvion mukaisesti: hopea-valkoinen (ei hapettumaa), kullankeltainen (TiO, lievää hapettumista, tapahtuu noin 250 astetta, kun titaani alkaa imeä vetyä), sininen (hapettuminen hieman voimakkaammin, O).2.
2. Titaanihitsauksen laatu voidaan arvioida titaanihitsauksen pinnan värin perusteella.
Kun hitsin väri syvenee, eli hitsin hapetusaste kasvaa, myös hitsin kovuus kasvaa. Vertaiskokeissa tehdyt testit osoittavat, että kun titaanin kovuus kasvaa, myös haitalliset aineet, kuten happi ja typpi, lisääntyvät hitsissä, mikä heikentää hitsin laatua suuresti.
Titaanin hitsattavuus liittyy läheisesti sen kemiallisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin. Tärkeintä on kuitenkin se, että korkeissa lämpötiloissa titaanin korkea reaktiivisuus tekee siitä alttiita ilman saastumiselle. Kuumennettaessa sen rakeet laajenevat, ja hitsausliitoksen jäähtyessä se voi muodostaa hauraita faaseja. Titaanilla on erittäin korkea sulamispiste, joka on 1668±10 astetta, mikä vaatii enemmän energiaa kuin hitsausteräs. Samaan aikaan titaani on kemiallisesti reaktiivisempi; se reagoi hapen ja vedyn kanssa helpommin kuin teräs, ja yli 600 astetta reagoi nopeasti. Jopa 100 asteessa se imee suuria määriä vetyä ja happea, jonka vetylukoisuus on kymmeniä tuhansia kertoja korkeampi kuin teräksen, muodostaen titaanihydridiä ja heikentää sitkeyttä jyrkästi. Kaasun epäpuhtaudet lisäävät taipumusta kylmähalkeilulle ja viivästyneelle halkeilulle ja lisäävät loven herkkyyttä. Siksi hitsaukseen käytetyn argonin puhtaus ei saa olla alle 99,99 %, kosteus ei saa ylittää 0,039 % ja hitsauslangan vetypitoisuus alle 0,002 %.
Titaanin lämmönjohtavuus on puolet teräksen lämmönjohtavuudesta. 882 asteessa se käy läpi alfa-beeta-vaiheen muunnoksen. Korkeammissa lämpötiloissa beetajyvät kasvavat äkillisesti ja suorituskyky heikkenee merkittävästi. Siksi on välttämätöntä valvoa tarkasti lämpötilaa, erityisesti korkean lämpötilan viipymäaikaa-hitsauksen lämpösyklin aikana. Kun hitsataan titaania, kuumahalkeamat tai rakeiden väliset halkeamat eivät aiheuta ongelmia, mutta huokoisuus on ongelma, etenkin hitsattaessa alfa-beeta-seoksia.
