Defnyddiwyd titaniwm ac alwminiwm, fel dau ddeunydd metel ysgafn pwysig â dwysedd isel, cryfder penodol uchel ac ymwrthedd cyrydiad da, yn helaeth mewn awyrofod, cludo, gweithgynhyrchu cerbydau, diwydiant cemegol a meysydd eraill. Fodd bynnag, mewn peirianneg fodern, mae amodau gwaith cymhleth yn peri heriau uwch i berfformiad gwasanaeth y gwaith, sy'n hyrwyddo datblygiad a chymhwyso strwythurau cyfansawdd. Gall aelodau cyfansawdd sy'n cynnwys aloi titaniwm ac aloi alwminiwm wneud y mwyaf o nodweddion perfformiad y ddau ddeunydd, ond mae eu proses weldio yn wynebu llawer o anawsterau.
Oherwydd y gwahaniaethau sylweddol rhwng titaniwm ac alwminiwm mewn priodweddau thermoffisegol a mecanyddol, mae mandylledd, craciau a phroblemau eraill yn dueddol o ddigwydd yn ystod y broses weldio. Yn eu plith, mae'r cyfansoddion rhyngmetallig a ffurfiwyd gan adwaith metelegol yn un o'r rhesymau pwysig sy'n arwain at ddirywiad perfformiad cymalau deunydd annhebygrwydd Ti/Al. Felly, beth yw'r rhesymau penodol dros anhawster weldio titaniwm ac alwminiwm?
Yn gyntaf, mae alwminiwm a titaniwm yn rhyngweithio'n hawdd iawn ag ocsigen. Bydd adwaith alwminiwm ac ocsigen yn cynhyrchu Al2O3 trwchus ac anhydrin (ffilm ocsid), ei bwynt toddi o hyd at 2050 gradd, a fydd yn rhwystro'r cyfuniad o'r ddau fetel sylfaen, gan arwain at weldio sy'n dueddol o gynhwysiadau. Mae titaniwm yn dechrau ocsideiddio ar 600 gradd. Po uchaf yw'r tymheredd, y mwyaf difrifol yw'r ocsidiad, gan gynhyrchu TiO2 (titaniwm deuocsid), sy'n ffurfio haen frau ganolraddol o fewn y weld, a thrwy hynny leihau plastigrwydd a chaledwch y weld.
Yn ail, bydd alwminiwm a titaniwm yn cynhyrchu gwahanol adweithiau ar dymheredd gwahanol. Ar radd 146 0, byddant yn ffurfio cyfansoddyn math tial (aluminid titaniwm) sy'n cynnwys 36.03% o'r ffracsiwn màs o alwminiwm, gan gynyddu disgleirdeb y metel; Ar 1340 gradd, ffurfio cyfansoddion TIAL3 (titaniwm tri-aluminate) sy'n cynnwys 60% i 64% o'r ffracsiwn màs o alwminiwm; a phan fydd y ffracsiwn màs o ditaniwm sy'n cynnwys 0.15%, yn ffurfio titaniwm mewn toddiant solid alwminiwm. Mae'r ymatebion hyn yn cynyddu anhawster weldio.
Yn ogystal, mae hydoddedd cydfuddiannol alwminiwm a titaniwm yn fach iawn. Ar 665 gradd, hydoddedd titaniwm mewn alwminiwm yw 0. 26% i 0. 28%, ac mae'r hydoddedd yn dod yn llai wrth i'r tymheredd ostwng; Pan fydd y tymheredd yn gostwng i radd 2 0, mae hydoddedd titaniwm mewn alwminiwm yn gostwng i 0.07%. Ar yr un pryd, mae hydoddedd alwminiwm mewn titaniwm hyd yn oed yn fwy cyfyngedig, sy'n dod ag anawsterau mawr i ffurfio weldio rhwng y ddau fetel sylfaen.
Ar ben hynny, mae gan alwminiwm a titaniwm lawer iawn o amsugno nwy tymheredd uchel. Gall alwminiwm hylif doddi llawer o hydrogen, bron yn anhydawdd yn y cyflwr solet, mae'r weld yn solidoli pan na all yr hydrogen ddianc mewn amser yn ffurfio pores. Mae gan hydrogen mewn titaniwm hydoddedd mawr, hydrogen tymheredd isel wedi'i gasglu i mewn i mandyllau, fel bod y plastigrwydd weldio, gostyngiad caledwch, yn dueddol o gracio brau.
Ar yr un pryd, bydd alwminiwm a thitaniwm hefyd yn ffurfio cyfansoddion brau ag amhureddau eraill. Mae alwminiwm ac ocsigen a ffurfiwyd gan yr ocsid yn cynyddu disgleirdeb y metel; titaniwm a nitrogen i ffurfio titaniwm nitrid, fel bod plastigrwydd y metel yn cael ei leihau; Titaniwm a charbon i ffurfio carbid, pan fydd y ffracsiwn màs o garbon yn fwy na 0. 28%, y ddau weldadwyedd metel sylfaen yn sylweddol waeth.
Yn ogystal, mae dargludedd thermol a chyfernod ehangu llinol alwminiwm a titaniwm yn wahanol iawn. Mae dargludedd thermol alwminiwm (206.9wm -2- k -1) tua 16 gwaith yn fwy na thitaniwm (13.8wm -2- k {-1); ac mae cyfernod ehangu llinol alwminiwm tua 3 gwaith yn fwy na thitaniwm. Gall y gwahaniaeth hwn arwain yn hawdd at graciau dan straen.
Yn olaf, mae'r elfennau aloi mewn alwminiwm a titaniwm yn hawdd eu llosgi a'u hanweddu yn ystod y broses weldio. Pan ddechreuodd aloi alwminiwm neu alwminiwm, na'i bwynt toddi o elfennau isel fel magnesiwm, sinc, ac ati losgi neu anweddu; Wrth gyrraedd pwynt toddi titaniwm neu aloi titaniwm (gradd 1677), llosgodd alwminiwm ac elfennau aloi eraill anweddiad mwy, gan arwain at gyfansoddiad cemegol anwastad y weld a llai o gryfder.
I grynhoi, mae anawsterau weldio titaniwm ac alwminiwm yn bennaf yn cynnwys ocsidiad alwminiwm a thitaniwm, mae'r adwaith ar dymheredd gwahanol, hydoddedd cydfuddiannol yn fach, amsugno nwy tymheredd uchel, ffurfio cyfansoddion brau ag amhureddau eraill, dargludedd thermol ac yn anweddu anweddusrwydd anweddu bur. Mae angen datrys yr anawsterau hyn trwy gymryd mesurau wedi'u targedu yn y broses weldio.
