Титанова тел

Титанът е сребристо-бял метал с много отлични свойства. Например, плътността на титана е 4,54 g/cm3, което е с 43% по-леко от стоманата, но механичната му якост е подобна на тази на стоманата. А титанът е устойчив на високи температури и има точка на топене 1942K, което е с близо 500K по-високо от стоманата. През последните години, с непрекъснатото изследване на титана, все повече и повече продукти, направени за титан, могат да бъдат намерени в нашето ежедневие и титаниевите проводници са едни от тях.

Видове титаниеви проводници
Според различните свойства на титан и титанови сплави може да се приготви титанова тел с различни изисквания, обикновено разделена на чиста титанова тел, тел от титанова сплав, чиста титанова стъклена тел, титанова права тел, титанова заваръчна тел, титанова висяща тел, титанова намотка тел, титаниева ярка тел, медицинска титанова тел, тел от титаниево-никелова сплав и др.

Различните видове титанова тел имат различни приложения. Например, телта от чист титан за очила се използва главно за направата на държачи за очила, титаниевата тел за окачване се използва за окачване на тежести, а телта от титаниево-никелова сплав обикновено се използва като материал от сплав с памет.

Приложенията на титановата тел
Титановата жица също наследява перфектно предимствата на титан и титанови сплави, със серия от отлични характеристики като добра устойчивост на корозия, висока специфична якост, немагнитност, висока биосъвместимост, нисък импеданс на ултразвук и добра функция за памет на формата.

Поради това титанът и проводниците от титанови сплави се използват широко в много области като военната промишленост, очила, обеци, шапки, закачалки за галванопластика, заваръчни телове, аерокосмическа, нефтохимическа, медицина и здравеопазване, автомобилостроене, строителство и продукти за спорт и свободно време.

И през последните години, поради непрекъснатото развитие на индустрията за титаниева тел, разнообразието от титаниева тел става все по-разнообразно, което прави титаниевата тел все по-широко използвана във високопроизводителни промишлени консумативи и потребителски продукти.

Понастоящем повече от 80% от теловете от титан и титанови сплави се използват като заваръчни телове, като заваряване на различно титаново оборудване, заваръчни тръби, ремонтно заваряване на турбинни дискове и лопатки на самолетни реактивни двигатели и заваряване на корпуси.

Поради отличната си устойчивост на корозия, титановата тел е широко използвана в химическата, фармацевтичната, хартиената и други индустрии. Може да се направи мрежа за филтър за морска вода, филтър за пречистена вода, филтър за химически лекарства и др.

Титанът и теловете от титанови сплави се използват също за производство на крепежни елементи, носещи елементи, пружини и т.н. поради добрата им цялостна производителност.

В медицинската и здравната индустрия, поради отличната си биосъвместимост, титанът и проводниците от титанови сплави се използват за производство на медицински изделия, фиксиране на черепа и др.

Някои телове от титаниева сплав с функция за памет на формата, като телове от титаниево-никелова сплав, се използват за направата на сателитни антени, подплънки за дрехи, дамски сутиени и рамки за очила.

В индустриите за галванопластика и пречистване на вода титанът и проводниците от титанови сплави се използват за производството на различни електроди.

Производството на форми на титанови продукти в сложни форми е рутинно за много производители. Тези магазини отдавна са разбрали, че титанът не е екзотичен материал, изискващ сложни техники за производство. Тази статия ще обсъди създаването на добри заварки и ефективна топлинна обработка на титан.

Трябва да се признаят важни разлики между титан и стомана или сплави на базата на никел. Това са:
• По-ниска плътност на титана.
• По-нисък модул на еластичност на титана.
• По-висока точка на топене на титана.
• По-ниска пластичност на титана.
• Склонност на титана към жлъчка.
• Чувствителността на титана към замърсяване по време на заваряване.

Компенсирането на тези разлики позволява титанът да бъде произведен чрез техники, подобни на тези с неръждаема стомана или сплави на основата на никел. Тази статия се занимава с обичайните операции, използвани при производството на титан.

Работна зона Anchor
Производството на титан изисква внимание към чистотата. Не е необичайно магазините, които обработват няколко метала, да изолират зона, която да се използва специално за титан. Мястото, отделено за титан, трябва да бъде без въздушни течения, влага, прах, мазнини и други замърсители, които могат да попаднат в или върху метала.

Заваръчна титанова котва
Титанът и повечето титанови сплави са лесно заваряеми, като се използват няколко процеса на заваряване. Правилно направените заварки в заварено състояние са пластични и в повечето среди са устойчиви на корозия като основния метал. Лошите заварки, от друга страна, могат да бъдат крехки и по-малко устойчиви на корозия в сравнение с основния метал.

Техниките и оборудването, използвани при заваряване на титан, са подобни на тези, необходими за други материали с висока производителност, като неръждаема стомана или сплави на базата на никел. Титанът обаче изисква по-голямо внимание към чистотата и към използването на спомагателна защита от инертен газ, отколкото тези материали. Разтопеният титанов заваръчен метал трябва да бъде напълно защитен от замърсяване от въздуха. Също така, горещите зони, засегнати от топлина, и коренната страна на титаниеви заварки трябва да бъдат защитени, докато температурите паднат под 800 градуса F (427 градуса).

Титанът реагира лесно с въздух, влага, мазнини, мръсотия, огнеупорни материали и повечето други метали, за да образува крехки съединения. Реакцията на титан с газове и флюси прави обичайните процеси на заваряване като газово заваряване, дъгова дъга с екраниран метал, дъгова дъга с флюс и дъгово заваряване под флюс неподходящи. По същия начин заваряването на титан към повечето различни метали не е възможно, тъй като титанът образува крехки съединения с повечето други метали; титанът обаче може да бъде заварен към цирконий, тантал и ниобий.

Въпреки предпазните мерки, много производители рутинно и икономично заваряват титан, правейки здрави, пластични заварки със сравними скорости с много други високопроизводителни материали. Едно от важните предимства на заваряването на търговски чист титан е, че те са над 99% чист титан и няма опасения за сегрегация. Същото важи и за заваръчната тел или прът в търговски чисти класове.

Заваръчни процеси Анкер
Титанът и неговите сплави най-често се заваряват с газова волфрамова дъга (GTA или TIG) и газова метална дъга (GMA или MIG) заваръчни процеси. Съпротивление, плазмена дъга, електронен лъч и фрикционно заваряване също се използват при титан в ограничена степен. Всички тези процеси предлагат предимства за конкретни ситуации. Въпреки това, следващата дискусия ще се занимава предимно с GTA и GMA заваряване. Много от обсъжданите принципи са приложими за всички процеси.

Видове заваряване: газова волфрамова дъга (GTA) и газова метална дъга (GMA)
Процесът GTA може да се използва за създаване на челни съединения без добавъчен метал в титанов основен лист с дебелина до около 1/8- инча. По-тежките секции обикновено изискват използването на добавъчен метал и жлебови съединения. Може да се използва GTA или GMA процес на заваряване, въпреки че GMA заваряването е по-икономично за секции, по-тежки от около половин инч. Ако се използва GTA процес, трябва да се внимава да се предотврати контакт на волфрамовия електрод с разтопената локва, като по този начин се предотврати улавянето на волфрам.

Захранване Anchor
За GTA заваряване на титан се използва конвенционално захранване, свързано към DC прав поляритет (DCSP). Обратната полярност (DCRP) се използва за GMA заваряване на титан. Контактор с дистанционно управление позволява прекъсването на дъгата без отстраняване на горелката от охлаждащия заваръчен метал, като по този начин се поддържа защита от инертен газ. Управление на тока и контактора с крак, стартиране на високочестотна дъга и таймери за защитен газ са други желани характеристики.

Заваръчна горелка Anchor
За GTA заваряване на титан се препоръчва горелка за заваряване с водно охлаждане, оборудвана с 3/4--инчова керамична чаша и газова леща. За GMA заваряване може да е необходима чаша от един инч. За GTA заваряване на титан се препоръчват торирани волфрамови електроди (обикновено 2% тория). Заострените електроди (затъпени краища) помагат да се контролират характеристиките на дъгата. Трябва да се използва електрод с най-малък диаметър, който може да пренесе необходимия ток.

Котва за защита от инертен газ
Трябва да се осигури защита на титанови заварки при охлаждане до около 800 градуса F (427 градуса), както и на разтопената заваръчна локва, за да се предотврати замърсяване от въздуха. По време на GTA и GMA заваряване, за осигуряване на необходимата защита се използват защитни газове аргон или хелий от степен на заваряване с точка на оросяване -50 степен F (-46 степен ) или по-ниска. Необходими са отделни доставки на газ за:
• Първично екраниране на разтопената заваръчна вана.
• Вторично екраниране на охлаждащия заваръчен слой и свързаните зони, засегнати от топлина.
• Резервно екраниране на задната страна на заваръчния шев и свързаните зони, засегнати от топлина.