チタン合金カテーテルの手溶接技術

チタン合金カテーテルの手溶接技術

チタン合金は、低密度、高強度、耐食性などの特性を備えています。新しいタイプの材料として、チタン合金パイプは航空宇宙分野で広く使用されており、航空エンジンパイプラインの割合が増加しています。さらに、チタン合金は非常に活性な金属です。 高温で酸素、水素、窒素などのガスとの親和性が高く、特に溶接プロセス中にガスを吸収して溶解する強力な能力があります。 この能力は、溶接温度の上昇とともに特に強くなります。 溶接中、酸素、水素、窒素、およびその他のガスの吸収と溶解を制御して、製品のスクラップを回避する必要があり、これはチタン合金チューブの溶接に大きな困難をもたらします。

チタン合金カテーテルの手動アルゴンアーク溶接

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安全システムへの準拠

1.チタン合金カテーテルの溶接性

(1) 溶接継手の脆性

室温では、チタンは酸素と反応して緻密な酸化膜を形成するため、化学的安定性と耐食性に優れています。特に溶接プロセス中の高温では、チタン合金は酸素、水素、窒素と非常に迅速に反応します。 酸素、水素、窒素などの有害ガスが浴に侵入すると、溶接継手の可塑性、靭性、および表面の色が明らかに変化し、特に 882 度を超えると顕著になります。 接合部の結晶粒成長は深刻になりがちで、冷却するとマルテンサイト組織が形成され、接合部の強度、硬度、可塑性、靭性が低下します。 過熱する傾向が深刻で、接合部は非常に脆いため、チタン合金の溶接中は、表裏を問わず、バス、溶滴、および高温ゾーンに対して包括的かつ信頼性の高いガス保護を実行する必要があります。

(2)毛穴

気孔は、チタンおよびチタン合金の溶接で最も一般的な欠陥であり、主にフュージョン ライン付近にあります。気孔が形成される主な原因は水素です。溶接中、チタンは水素を吸収する能力が高く (高温で強く)、温度が下がると溶解度が大幅に低下するため、液体金属に溶解した水素は、漏出して細孔を形成する前に溶融線の近くに集まることがよくあります。

(3) 継ぎ目付近の亀裂を遅らせる

チタン合金は、溶接後一定期間内です。継ぎ目付近にクラック（遅れ割れ）が発生しやすいことが多いです。その原因は、高温浴から低温熱への水素の拡散です。影響を受けるゾーン。 水素含有量が増加するにつれて、沈殿する TiH2 の量が増加し、沈殿した水素化体の体積が膨張するときに生成される組織応力と相まって、熱影響部の脆性が増加し、最終的に亀裂につながります。

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悪天候を防ぐ

気象予報には常に注意を払い、強風（カテゴリー3以上の風を含む）、大雨、雷鳴、濃霧などの悪天候での危険を冒す行為は厳禁です。漁船の夜間下船は厳禁です。

2.チタン合金カテーテルの溶接要件と注意事項

(1) 専用の溶接ワークショップを設置してみてください。屋内での喫煙は固く禁じられており、環境は清潔で乾燥した状態に保たれ、空気の対流は厳密に制御されています。

(2) 溶接作業者は、溶接の際に清潔なオーバーオールと脱脂した手袋を着用し、素手で部品に触れることを固く禁じます。

(3) 溶接部と溶接ワイヤ表面をアセトンで脱脂してください。

(4) 高純度の保護アルゴン ガスの使用、純度は 99.99% 以上です。溶接中の空気供給の流れは、プロセス規則で指定された値に従って、溶接の前面と背面を保護する必要があります。

（5）溶接プロセス中、チューブ内のアルゴンガスの流れと溶接ツールのノズル内のアルゴンガスの流れを一定に保ち、チューブ内の溶接浴に凸凹現象が形成されないようにする必要があります。

(6) 溶接は極力ショートアーク溶接とし、溶接線エネルギーを小さくしてください。

(7) バットパイプをスポット溶接する場合、ギャップは肉厚の 30% 未満です。各溶接は、できるだけ 1 回溶接する必要があります。

(8) 溶接中、溶接ツールを左右に振ったり、溶接ワイヤの溶融端をガス室から取り出したりしないでください。アーク放電中は溶接トーチをすぐに持ち上げてはならず、温度が 250 度を下回るまで 15-30 秒間空気の供給を遅らせる必要があります。

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安全教育の強化

安全意識の向上、実務者への安全技能訓練や注意喚起教育の実施、事故防止・緊急対応力の強化が必要である。

3.溶接工程

1) 溶接前の清掃。

溶接欠陥の発生は、溶接部品および溶接ワイヤの表面の清浄度に大きく関係しています。溶接前に、管継手の端部から 15 ～ 20 mm 以内の油、水、酸化膜、およびその他の汚れをきれいにします。洗浄方法は、化学的方法 (酸洗い) または機械的手段 (ステンレス鋼ブラッシング) を使用して、表面の酸化物を除去します。アセトンまたはアルコールは、溶接前のスクラブにも使用されます。 洗浄した溶接部品は 24 時間以内に溶接する必要があります。それ以外の場合は、再度洗浄する必要があります。

2）ガス保護。チタン管継手を溶接する場合、溶接継手が高温で有害なガスや要素によって汚染されるのを防ぐために、溶接部を必要なアルゴンガスで保護する必要があり、純度は99.99パーセント以上ですアルゴン気流は表2-1に示されています。

3) 溶接プロセス パラメータの選択。

(1) 溶接ワイヤの選択。充填溶接ワイヤのグレードは、母材に応じて選択する必要があります。 基材との均質性の原則が一般的に採用されています。 場合によっては、接合部の可塑性を向上させるために、母材より合金化度がわずかに低い溶接ワイヤを選択することもできます。溶接ワイヤの直径の選択は、図に示すように、母材の厚さに基づいて行う必要があります。表2-1にあります。

（2）電源と極性の選択。チタンおよびチタン合金の溶接は、一般にDC手動タングステンアルゴンアーク電源を使用し、その極性接続方法はDCプラス接続を採用しています。

(3) タングステン電極の選択。タングステン電極の直径は、チタン合金管の壁の厚さに応じて選択され、通常は 1.0-3 です。 25度から45度のコーン。

(4) 溶接電流およびその他のパラメータの選択。