Kupari- ja titaanilevyjen hilatyyppi, sulamispiste, lämmönjohtavuus, lineaarilaajenemiskerroin ja kemiallinen koostumus ovat hyvin erilaisia, joten hitsaus on erittäin vaikeaa.
1. Hitsit ovat alttiita huokosille
(1) Kuparilla ja titaanilla on vahva vetyabsorptiokyky korkeissa lämpötiloissa, ja vety liukenee paremmin nestemäiseen kupariin ja titaaniin.
(2) Kaasua syntyy korkean lämpötilan metallurgisessa reaktiosulassa.
(3) Hitsausalueen ympärillä oleva happi- ja typpikaasu upotetaan sulaan altaaseen. Sulan altaan kiteytymisprosessin aikana kaikki kaasu ei pääse karkaamaan sulan altaan pinnalta ja jää hitsaukseen muodostaen huokosia.
2. Hitsatut liitokset ovat herkkiä halkeilemaan
Kun kuparia ja titaania hitsataan, kahden perusmateriaalin metallisivuille voi muodostua eutektiikkaa ja hydridiä, jotka voivat helposti aiheuttaa halkeamia hitsausjännityksen vaikutuksesta.
(1) Kupari ja vismutti muodostavat (Cu+Bi) eutektisen aineen, jonka eutektinen piste on 270 astetta.
(2) Kupari ja alumiini muodostavat (Cu+Pb) eutektisen aineen, jonka eutektinen piste on 326 astetta.
(3) Kupari ja rauta(II)sulfidi muodostavat eutektisen aineen (Cu+Cu2O), jonka eutektinen piste on 1067 astetta.
(4) Titaaniperusmateriaalin metallipuolelle muodostuu hiutalemaista hydridiä TiH2, mikä aiheuttaa vetyhaurautta.
(5) Kuparin ja titaanin lineaariset laajenemiskertoimet ovat yli 1 kertaa erilaiset, mikä aiheuttaa suuremman jännityksen hitsauksen aikana.
3. Hitsausliitosten mekaaniset ominaisuudet ovat alhaiset
(1) Oksidikalvo voi heikentää rakeiden välistä sidosta kuparin ja titaanin välillä. Esimerkiksi kun hitsin happipitoisuus saavuttaa 0,38 %, liitoksen taivutuskulma pienenee 180 astetta 120 asteeseen.
(2) Suuri määrä eutektiikkaa ja hydridejä vähentää merkittävästi hitsausliitosten plastisuutta ja sitkeyttä.
(3) Kuparin ja titaanin keskinäinen liukoisuus on hyvin pieni, ja metallien välisiä yhdisteitä muodostuu helposti korkeissa lämpötiloissa. Kuten Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 ja TiCu4, jotka lisäävät haurautta, vähentävät plastisuutta ja vähentävät merkittävästi hitsimetallin korroosionkestävyyttä.
Erinomaiset hitsausliitokset saadaan alipainediffuusiohitsauksella, argonkaarihitsauksella, plasmakaarihitsauksella, juottamalla ja elektronisuihkuhitsauksella kuparin ja titaanin tai titaaniseosten välillä.
Esimerkiksi: käytetään tyhjiödiffuusiohitsausta. Tyhjiödiffuusiohitsauksen ominaisuudet ovat, että liitokset eivät hapetu, hitsaussaumat ovat kauniin ulkonäöltään ja tuotteen laatu on hyvä. Pääasiallinen toimintaprosessi on: ennen hitsausta kuparijalkametalli (kuten T2) puhdistetaan trikloorietyleenillä öljytahrojen ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi. Sitten sitä syövytetään 10-prosenttisessa rikkihappoliuoksessa 1 minuutin ajan, pestään tislatulla vedellä ja sitten hehkutetaan. Hehkutuslämpötila on 820-830 astetta ja hehkutusaika on 10 minuuttia.
Kun olet puhdistanut titaaniperusmetallin (TA2) trikloorieteenillä, syövytä se tärinämenetelmällä 4 minuutin ajan HF:n 2-tilavuusosaan ja 50-tilavuusprosenttiseen HNO3-vesiliuokseen oksidikalvon poistamiseksi ja puhdista se sitten. vedellä ja alkoholilla.
(4) Kokoa kaksi puhdistettua perusmetallia prosessivaatimusten mukaisesti ja laita ne sitten tyhjiöuuniin hitsausta varten. Hitsausparametrit ovat: hitsauslämpötila on 810 astetta ±10 astetta, paine 5 ~ 10 MPa, aika 10 minuuttia ja tyhjiöaste on 1,3332 × 10-8~1,3332 × 10-9 MPa. Kahden perusmetallin väliin voidaan lisätä diffuusiokerros. Yleensä diffuusiokerroksen materiaali on niobiummetallia tai diffuusiokerrosta ei tarvita. Puhdista liitospinta huolellisesti hitsauksen jälkeen.
Jos kuparin ja titaanin hitsaukseen käytetään argonkaarihitsausta, ceriumvolframielektrodien valinta voi parantaa hitsauksen laatua ja hyödyttää ihmisten terveyttä. Esimerkiksi hitsattaessa kupariseosta (QCr0.5) ja titaaniseosta (TC2) niobiumia voidaan käyttää siirtymäkerroksen materiaalina ja argonin puhtaus on 99,8 % korkealaatuisten liitosten saamiseksi.
