टाइटेनियम और एल्यूमीनियम, कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति और अच्छे संक्षारण प्रतिरोध के साथ दो महत्वपूर्ण हल्के धातु सामग्री के रूप में, एयरोस्पेस, परिवहन, वाहन निर्माण, रासायनिक उद्योग और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। हालांकि, आधुनिक इंजीनियरिंग में, जटिल कार्य परिस्थितियों में वर्कपीस के सेवा प्रदर्शन के लिए उच्च चुनौतियां पैदा होती हैं, जो समग्र संरचनाओं के विकास और अनुप्रयोग को बढ़ावा देती है। टाइटेनियम मिश्र धातु और एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने समग्र सदस्य दो सामग्रियों के प्रदर्शन विशेषताओं को अधिकतम कर सकते हैं, लेकिन उनकी वेल्डिंग प्रक्रिया कई कठिनाइयों का सामना करती है।
थर्मोफिज़िकल और यांत्रिक गुणों में टाइटेनियम और एल्यूमीनियम के बीच महत्वपूर्ण अंतर के कारण, वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान होने वाली पोरसिटी, दरारें और अन्य समस्याएं होती हैं। उनमें से, मेटालर्जिकल रिएक्शन द्वारा गठित इंटरमेटैलिक यौगिक टीआई/अल डिसिमिलरिटी मटेरियल जोड़ों के प्रदर्शन के बिगड़ने के लिए अग्रणी महत्वपूर्ण कारणों में से एक है। तो, वेल्डिंग टाइटेनियम और एल्यूमीनियम की कठिनाई के विशिष्ट कारण क्या हैं?
सबसे पहले, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम ऑक्सीजन के साथ बहुत आसानी से बातचीत करते हैं। एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया घनी और दुर्दम्य AL2O3 (ऑक्साइड फिल्म) उत्पन्न करेगी, इसका पिघलने बिंदु 2050 डिग्री तक, जो दो आधार धातुओं के संयोजन में बाधा डालेगा, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड्स को समावेश के लिए प्रवण होगा। टाइटेनियम 600 डिग्री पर ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है। तापमान जितना अधिक होता है, ऑक्सीकरण उतना ही गंभीर होता है, TiO2 (टाइटेनियम डाइऑक्साइड) उत्पन्न करता है, जो वेल्ड के भीतर एक मध्यवर्ती भंगुर परत बनाता है, इस प्रकार वेल्ड की प्लास्टिसिटी और क्रूरता को कम करता है।
दूसरे, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम अलग -अलग तापमानों पर अलग -अलग प्रतिक्रियाओं का उत्पादन करेंगे। 146 0 डिग्री पर, वे एक tial (टाइटेनियम एल्यूमिनाइड) प्रकार के यौगिक बनाएंगे, जिसमें एल्यूमीनियम के द्रव्यमान अंश का 36.03% होता है, जिससे धातु की भंगुरता बढ़ जाती है; 1340 डिग्री पर, TIAL3 (टाइटेनियम त्रि-एल्यूमिनेट) यौगिकों का गठन जिसमें एल्यूमीनियम के द्रव्यमान अंश का 60% से 64% होता है; और जब टाइटेनियम के द्रव्यमान अंश में 0.15%होता है, तो एल्यूमीनियम ठोस समाधान में टाइटेनियम का गठन। ये प्रतिक्रियाएं वेल्डिंग की कठिनाई को बढ़ाती हैं।
इसके अलावा, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम की पारस्परिक घुलनशीलता बहुत छोटी है। 665 डिग्री पर, एल्यूमीनियम में टाइटेनियम की घुलनशीलता 0 है। 26% से 0। 28%, और घुलनशीलता कम हो जाती है क्योंकि तापमान कम हो जाता है; जब तापमान 2 0 डिग्री तक गिरता है, तो एल्यूमीनियम में टाइटेनियम की घुलनशीलता 0.07%तक घट जाती है। इसी समय, टाइटेनियम में एल्यूमीनियम की घुलनशीलता और भी अधिक सीमित है, जो दो आधार धातुओं के बीच वेल्ड्स के गठन में बड़ी कठिनाइयों को लाती है।
इसके अलावा, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम में उच्च तापमान गैस अवशोषण का एक बड़ा सौदा है। तरल एल्यूमीनियम बहुत सारे हाइड्रोजन को भंग कर सकता है, ठोस अवस्था में लगभग अघुलनशील, वेल्ड जम जाता है जब हाइड्रोजन समय से बच नहीं सकता है तो वह छिद्रों का निर्माण करेगा। टाइटेनियम में हाइड्रोजन में एक बड़ी घुलनशीलता होती है, कम तापमान वाले हाइड्रोजन को छिद्रों में इकट्ठा किया जाता है, ताकि वेल्ड प्लास्टिसिटी, क्रूरता में कमी, भंगुर दरार का खतरा हो।
इसी समय, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम भी अन्य अशुद्धियों के साथ भंगुर यौगिकों का निर्माण करेंगे। ऑक्साइड द्वारा गठित एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन धातु की भंगुरता को बढ़ाता है; टाइटेनियम और नाइट्रोजन टाइटेनियम नाइट्राइड बनाने के लिए, ताकि धातु की प्लास्टिसिटी कम हो जाए; टाइटेनियम और कार्बन कार्बाइड बनाने के लिए, जब कार्बन का द्रव्यमान अंश 0 से अधिक होता है। 28%, दो बेस मेटल वेल्डेबिलिटी काफी खराब है।
इसके अलावा, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम के रैखिक विस्तार के तापीय चालकता और गुणांक बहुत अलग हैं। एल्यूमीनियम की थर्मल चालकता (206.9wm -2- k -1) टाइटेनियम (13.8wm -2- k -1) की तुलना में लगभग 16 गुना अधिक है; और एल्यूमीनियम के रैखिक विस्तार का गुणांक टाइटेनियम की तुलना में लगभग 3 गुना अधिक है। यह अंतर आसानी से तनाव के तहत दरारें पैदा कर सकता है।
अंत में, वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान एल्यूमीनियम और टाइटेनियम में मिश्र धातु तत्वों को आसानी से जलाया जाता है और वाष्पित किया जाता है। जब एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु पिघलना, कम तत्वों जैसे कि मैग्नीशियम, जस्ता, आदि के पिघलने बिंदु की तुलना में जलने या वाष्पीकरण करना शुरू हो गया; जब टाइटेनियम या टाइटेनियम मिश्र धातु (1677 डिग्री) के पिघलने बिंदु पर पहुंचे, तो एल्यूमीनियम और अन्य मिश्र धातु तत्वों ने अधिक के वाष्पीकरण को जला दिया, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड की असमान रासायनिक संरचना और कम ताकत हुई।
सारांश में, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम वेल्डिंग की कठिनाइयों में मुख्य रूप से एल्यूमीनियम और टाइटेनियम का ऑक्सीकरण शामिल है, अलग-अलग तापमान पर प्रतिक्रिया, पारस्परिक घुलनशीलता छोटी, उच्च तापमान गैस अवशोषण है, अन्य अशुद्धियों के साथ भंगुर यौगिकों का गठन, थर्मल चालकता और अन्य आर्द्रों के बीच के अंतर के गुणात्मक विस्तार के बीच। वेल्डिंग प्रक्रिया में लक्षित उपाय करके इन कठिनाइयों को हल करने की आवश्यकता है।
