Titanyum Kaynak Nasıl Yapılır

Titanyum oldukça reaktif bir metaldir, bu nedenle geçmişte insanlar onu yalnızca sıkıca kapatılmış haznelerde kaynakladılar. Ancak titanyum kaynak yapmak sanıldığı kadar zor değildir. Uygun gaz koruması ve önleyici tedbirlerle işi kolayca üstlenebilirsiniz. Bu yazımızda sizlere titanyum kaynağının nasıl yapıldığını anlatacağız.

Titanyumun kaynak işleminde kritik rol oynayan birkaç özelliği vardır.

Çoğu metalden daha düşük bir yoğunluğa sahiptir.
Diğer metaller kadar elastik değildir.
Titanyum, kaynakta kullanılan diğer metallerin çoğundan daha yüksek bir erime noktasına sahiptir.
Kolayca reaktif bir malzemedir ve kolayca kontamine olur
Paslanmaz çelik kadar sünek değildir

Kaynak Öncesi Hazırlık
Uygun bir titanyum kaynağı donmuş cıva gibi görünecektir – parlak ve yansıtıcı olacaktır. Kaliteli bir kaynak ürettiğinizden emin olmak için önce kaynak yüzeyini prosedüre hazırlamak için birkaç adımı izlemelisiniz.

Yüzeyi Temizleyin
Tüm kaynak işlerinden önce yüzeyinizi hazırlamanızı tavsiye ederiz. Bununla birlikte, titanyum ile özellikle dikkatli olmanız gerekir. Yüzeyiniz ne kadar temiz olursa, eklem o kadar güçlü olur. Yağ, toz, kir, pas, kesme sıvısı ve boya, kaynak hatası olarak kabul edilen kırılgan bir bağlantıya neden olabilir.

Dayanıklı ve başarılı bir kaynak sağlamak için üç C’yi izleyin:

Temiz yüzey
Temiz çalışma alanı
Doldurma çubuğunu temizleyin
Bu yüzeylerden biri bile temiz değilse, iş parçanızı kolayca kirletebilirsiniz. Yüzeydeki tüm istenmeyen partikülleri temizlemek için titanyum için özel olarak tasarlanmış bir kimyasal temizleyici kullanmanızı öneririz.

Çalışma yüzeyi için, tüm kirleticileri silmek için bir buharlı temizleyici ve seyreltik bir sodyum hidroksit çözeltisi kullanın. Ardından, çalışma alanındaki tüm nemi gidermek için bir sıcak hava üfleyici kullanın.

Herhangi bir yanıcı kimyasal çözücü üzerinde sıcak hava üfleyici kullanmayın. İş parçasını temizlemek için kullanacağınız kimyasal temizleyicinin yanıcı olmadığından emin olmalısınız.

Tüm ekipmanı temizleyin ve kullanmadan önce kurulayın. İş istasyonu için kullandığınız çözümü aletler için de kullanabilirsiniz.

Titanyum klora iyi tepki vermez, bu nedenle klor bazlı olmadığından emin olmak için temizleyiciyi iki kez kontrol edin. Lastik eldivenler ayrıca klor içerir, bu nedenle plastik veya pamuklu eldiven kullanın.

Bir Koruyucu Gaz Seçin
Titanyum, kırılgan bileşikler oluşturmak üzere hava, yağ, kir, nem ve diğer metallerle kolayca reaksiyona girdiğinden, güçlü bir kaynak elde ettiğinizden emin olmak istediğinizde doğru koruma gazı kullanmak çok önemlidir. Genellikle çoğu kaynakçı işlem için %99,999 saf Argon kullanır. Sadece gerçekten saf Argon ve Helyum, atmosferden optimum koruma sağlar.

Kaynak projeniz için koruyucu gaz satın aldığınızda, bu gazı yalnızca güvenilir tedarikçilerden aldığınızdan emin olun. Argon gerekenden biraz daha az saf olsa bile renk bozulmasına neden olabilir. Sonunda, olmasını istediğiniz bir şey olmayan sarımsı tonlu bir kaynakla karşılaşacaksınız. Saf olmayan gaz veya eksik kaplama da mavi renklenmeye ve beneklenmeye neden olabilir.

Titanyum ile sadece ön kısmın değil arka kısmın da atmosferden korunduğundan emin olmanız gerekir. Isıdan etkilenen herhangi bir alan, oksijenle temas ederse ters tepki verecektir.

Daha küçük parçalar için, koruyucu gazla doldurulmuş torpido gözünden yapılmış kapalı bölmeleri kullanabilirsiniz. Hatta bir tahliye monitörü ile birlikte özel olarak yapılmış polietilen tahliye gazı haznelerini de kullanabilirsiniz. Onlarla, odanın optimum koruma sağlamak için yeterli Argon’a sahip olduğunu doğrulayabilirsiniz.

Kaynak yaparken ideal bir kapsama düzeyine sahip olmak istiyorsanız, izlemeniz gereken üç adım şunlardır:

Birincil Koruma – genellikle kaynak torçunda bulunur ve erimiş kaynak birikintisini korumak için gerekli birincil kaplamayı sağlar. Seramik bir kap ve gaz lensleri ile donatılmış standart, su soğutmalı bir el feneri kullanabilirsiniz. En iyi kapsama alanı için daha geniş hazneli bir el feneri seçmenizi öneririz.
İkincil Koruma – Arka kalkanlar ikincil koruma sağlar. Çoğu kaynak torçunun ucuna takılırlar ve ısıdan etkilenen tüm alanların kontaminasyondan korunmasını garanti ederler.
Yedek Koruma – Bu cihazlar arka kalkanlara benzer ve hemen hemen aynı işlevi görür. Bunlar ya el tipi cihazlardır ya da yerlerine bantlanmıştır. Kaynak torçuna nadiren önceden takılırlar.

Doğru Dolgu Telini Seçme
Titanyum ve alaşımlarını kaynaklamak için dolgu metalini seçerken, esas olarak ana malzeme ile aynı özellikleri taşıyan bir dolgu teli seçmenizi öneririz. Ayrıca, ana metalin bir derece altında olan bir güç seviyesinde kategorize edilmiş bir tel de seçebilirsiniz. Bazı durumlarda, kaynakçı tamamen farklı bir dolgu teli kategorisi bile kullanabilir.

Dolgu teli seçiminiz, bağlantının özelliklerine ve kombinasyonuna bağlı olacaktır. Eklem sünekliğini iyileştirmek için:

Daha yüksek mukavemetli alaşımsız titanyum kaynağı yaparken, tabanın akma mukavemeti daha düşük olan bir dolgu metali kullanın.
Ti-5A1-2.5Sn ve Ti-6A1-4V sınıflandırmalarından titanyum kaynağı yaparken alaşımsız dolgu malzemesi kullanabilirsiniz.
Diğer bir seçenek, baz metalden daha düşük oksijen, nitrojen, hidrojen, karbon ve diğer alaşım içeriği yüzdelerine sahip dolgu metalidir.
Kullanılabilir Kaynak İşlemleri
Titanyum ve titanyum alaşımlarını kaynak yaparken aşağıdaki kaynak prosedürlerinden herhangi birini kullanabilirsiniz:

(EBW) Elektron ışını kaynağı
(GTAW) Gaz-tungsten ark kaynağı veya (TIG) tungsten İnert Gaz Kaynağı
(RW) Direnç kaynağı
(LBW) Lazer ışını kaynağı
(PAW) Plazma ark kaynağı
(GMAW) Gaz-metal ark kaynağı veya (MIG) Metal İnert Gaz
(FRW) Sürtünme kaynağı
Elektron Işın Kaynağı
Bu, iki metali birleştirmek için yüksek hızlı elektron ışını kullanan bir füzyon işlemidir. Işın metal parçalarla temas ettiğinde yoğun ısı üretir. İki plaka erir ve katı bir eklem oluşturmak için birleşir. Havacılık ve uçak üretim endüstrileri, üretilen bağlantıların dayanıklılığı nedeniyle elektron ışını kaynağı kullanır.

6 mm’den 76 mm’ye ve daha fazla olan plakalar için elektron ışını kaynağı prosedürünü kullanabilirsiniz. İşlem, yüksek vakumlu bir atmosferde gerçekleştiğinden, düşük kirlilik seviyelerine sahip yüksek kaliteli kaynaklar üretir.

Tungsten İnert Gaz / GTAW
TIG veya GTA kaynak işlemleri, akımı kaynak arkına aktaran, tüketilmeyen bir tungsten elektrot kullanır. Koruyucu gaz, kaynak birikintisini, zayıf ve düşük kaliteli kaynaklara neden olabilecek dış kontaminasyondan korumak için kullanılır. Bu süreçte, kaynak bağlantısı için bir dolgu metaline veya tele ihtiyacınız vardır.

Titanyum ve alaşımlarının kaynağı için yaygın olarak kullanılan bir işlemdir. TIG’yi dolgu malzemesi olmadan 2,5 mm kalınlığa kadar olan ana metallerde kare alın yivli bağlantılar için kullanabilirsiniz. Daha kalın saclar için, elde edilen kaynak bağlantısının dayanıklı olmasını sağlamak için bir dolgu metali kullanmanız gerekir.

Direnç Kaynağı (RW)
Direnç Kaynağı bir termo-elektrik prosedürdür. Kontrollü bir süre boyunca plakalardan kontrollü bir akım geçirerek iki metal parçasını birbirine birleştirir. Prosedür için de önemli miktarda basınç kullanmak yaygındır. Bu yöntemde ısı kesinlikle birleştirilmesi gereken alanla sınırlandırılır.

Nokta veya sürekli kaynaklar için titanyum ve alaşımlarını birleştirmek için direnç kaynağı kullanabilirsiniz. Titanyumun karbon çeliği veya paslanmaz çelik plakalar gibi diğer metallerle kaynağı söz konusu olduğunda özellikle yararlıdır.

Lazer Işını Kaynağı (LBW)
Bu, iki metal parçasını bir lazerle birleştiren başka bir füzyon kaynak işlemidir. Eriyen ve birleşen iki plaka arasındaki kesişimi ısıtarak eklemi oluşturur. Erimiş kaynak birikintisi soğuyup katılaştığında, sağlam ve dayanıklı bir kaynak elde edilir.

Kaynakçılar, vakum odası ihtiyacını ortadan kaldırdığı için titanyum için lazer ışını kaynağını giderek daha fazla tercih ediyor. Bununla birlikte, kontaminasyon riski devam ettiği için koruyucu gaz kullanımı hala bir zorunluluktur.

Lazer ışını ve elektron ışını hem füzyon kaynağı prosedürleri olsa da, birincisinin kapsamı daha sınırlıdır. 13 mm’den daha kalın titanyum plakalarda işlemi verimli bir şekilde kullanamazsınız.

Plazma Ark Kaynağı (PAW)
Plazma Ark Kaynağı, aynı zamanda bir tungsten elektrot ile iş parçası arasında bir ark kullandığından TIG’ye benzer. Neredeyse tüm titanyum sınıflandırmalarında kullanıma uygundur ve daha kalın metal levhalarda bile iyi performans gösterir. Anahtar deliği tekniğini kullanarak 13 mm kalınlığa kadar tek geçişli bir plaka üzerinde de kullanabilirsiniz.

Metal İnert Gaz (MIG)/ Gaz-Metal Ark Kaynağı (GMAW)
MIG kaynağı, sürekli olarak ısıtılan ve bir kaynak tabancasıyla beslenen katı bir dolgu metal teli kullanır. İşlem, kaynak birikintisini kontaminasyondan korumak için koruyucu gaz kullanımını garanti eder. Birçok kaynakçı, yüksek metal birikimi ve üretkenlik oranları için GMAW’ı tercih eder.

Bu işlemi ayrıca üç 3 mm’den daha kalın olan plakalarda titanyum kaynakları için de kullanabilirsiniz. Darbeli akım tekniğini kullanarak yüksek kaliteli kaynaklar üretebilirsiniz. Yöntem, özellikle 13 mm’den daha kalın titanyum plakalarda kullanım için diğerlerinden daha az maliyetli olduğunu kanıtlıyor.

Sürtünme Kaynağı (FRW)

Adından da anlaşılacağı gibi, yöntem iki metal parçasını birleştirmek için sürtünme kullanır. Elde edilen bağlantının taban kadar güçlü olduğu bir katı hal kaynak işlemidir. Çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılır ve boruları, boruları veya çubukları birleştirmek için kullanışlıdır. Ek koruyucu önlemler kullanmadan eklem temizliği sağlayabileceğiniz durumlarda özellikle iyi performans gösterir.

TIG Kaynağı için İpuçları ve Püf Noktaları
Titanyumla çalışırken kullanabileceğiniz birkaç ipucu ve püf noktası burada.

Yüksek frekanslı ark başlatma ile birleştirilmiş standart bir GTAW kaynak güç kaynağı kullanın. Uzaktan amper kontrolü ile bir doğru akım elektrot negatif polaritesi kullanmak, titanyum kaynağı için iyi sonuç verir.
Su soğutmalı bir TIG torcu kullanın. Daha uzun süreler için yüksek sıcaklıkta kaynak yapabilirler. Hava soğutmalı torçlara kıyasla daha küçüktürler ve kolayca yönlendirilebilirler.
Daha ucuz bir torç arıyorsanız, bunun yerine hava soğutmalı olanı tercih etmenizi öneririz.
Titanyum kaynağı için %2 Ceriated Tungsten elektrot kullanmalısınız:
125 amperden daha az kaynak için 1/16 inç veya daha küçük
125 ila 200 amper için 1/16 ila 3/32 inç
200 amperden büyük için, çapı yaklaşık 3/32 ila 1/8 inç olan bir elektrot kullanmalısınız.
En az 0,75 ila 1 inç çapında geniş bir gaz lensi kullanın. Daha geniş kapsama alanı sağlayarak daha uzun kaynaklar yapmanızı sağlar.
İş parçasının her tarafından eşit bir şekilde kaplanması için gözenekli bir bakır tahliye bloğu kullanın. Bakır bir mercek gibi davranır ve koruyucu gazı iş parçasının uzunluğu boyunca her taraftan eşit olarak dağıtır.
Tahliye blokları ve arka kalkanlar için ideal gaz akışı saatte 10 fit küptür. Torç için saatte 20 fit küp olarak ayarlamalısınız.
Boşaltma bloğu kullanımının imkansız hale geldiği derzler için paslanmaz çelik platina folyo ve fiberglas bantlı bir bölmeyi DIY yapabilirsiniz. Kaynağa başlamadan önce, koruyucu gazın, havanın en az on kez tamamen değişmesine izin verecek kadar, değiştirme haznesinde akmasına izin verin.
Malzemeyi kontaminasyondan korumak için titanyumu tutarken daima nitril eldiven giyin.
Doğru doldurma çubuğunu seçmek ne kadar önemliyse, onu uygun şekilde saklamak daha da önemlidir. Birini seçtikten ve çubuğu yeterince temizledikten sonra, gelecekte tekrar kullanmak üzere güvende tutmak için hava geçirmez bir kavanozda saklamanız gerekir.
Kaynak yapmadan önce titanyum üzerindeki oksit tabakasını parçaladığınızdan emin olun. Bunu yapmak için bir öğütücü ve çapak alma aleti kullanın. Her iki aleti de özel olarak titanyum için ayırdığınızdan emin olun. Bunu temizleme işlemiyle takip edin.
Aseton veya Metil Etil Keton çözücü kullanarak iş parçasını tüy bırakmayan bir bezle silin. Yüzeyi kaynak için hazırlamak için seyreltik bir sodyum hidroksit ve su çözeltisi de kullanabilirsiniz.
Titanyum plakadan hafif bir oksit tabakasını çıkarmak için bir karbür eğe ve paslanmaz çelik fırça da kullanabilirsiniz. Nitril eldiven giydiğinizden emin olun ve ayrıca aletleri yalnızca titanyumda kullanıma adayın.
Sıcaklık 800 derece Fahrenheit’in altına düşene kadar işlem sonrası koruyucu gaz akışını sürdürmelisiniz.
Gaz akışını kapatmadan önce titanyumun güvenli bir aralığa soğumasını sağlamak için bir kızılötesi sıcaklık ölçer kullanmanızı öneririz.
Titanyum kaynağı esasen diğer herhangi bir metalin kaynağı ile aynıdır. Ancak, yüksek reaktivitesi nedeniyle zor bir süreç haline gelebilir. Kaynak öncesi malzemenin uygun şekilde temizlendiğinden emin olduğunuz sürece kaynak işleminde sorun yaşamazsınız. Metali kontaminasyona karşı korumak için gereken uygun kuruluma sahip olduğunuzdan emin olun. Bunu yaparsanız, süreç nispeten basit hale gelir.