Technologie de soudage par flux actif en alliage de titane

Les matériaux en alliage de titane sont de plus en plus largement utilisés dans les industries aéronautique, aérospatiale, pétrolière, chimique et de la construction navale en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, de leur résistance à la corrosion et de leur faible densité. Le soudage à l'arc au tungstène est l'une des méthodes de soudage les plus couramment utilisées pour les structures de soudage en alliage de titane qui sont largement utilisées dans les industries ci-dessus. Cette méthode a les caractéristiques d'une grande marge de process, une forte adaptabilité du processus et une excellente qualité de soudage, mais a également une faible densité d'énergie d'arc, une faible capacité de pénétration, un grand apport de chaleur pendant le soudage, d'importants dommages thermiques aux matériaux, des défauts tels qu'une grande contrainte de soudage et déformation; en particulier dans le soudage des alliages de titane, des défauts tels que les pores sont faciles à produire, ce qui affecte directement les performances des composants soudés.

Titanium alloy materials

À l'heure actuelle, le développement de nouveaux avions a des exigences de plus en plus élevées pour les pièces structurales soudées en alliage de titane. Il y a un besoin urgent de développer de nouvelles méthodes de soudage de haute qualité et efficaces pour répondre à la conception structurelle à haute efficacité, haute performance et haute fiabilité des moteurs aéronautiques et des aéronefs avancés Exigences pour une longue durée de vie et un faible coût de technologie de fabrication avancée. La technologie de soudage à l'arc sous flux actif d'argon de tungstène (A-TIG) a été développée pour répondre à cette exigence. Cette technologie peut non seulement résoudre les lacunes techniques du soudage TIG conventionnel décrit ci-dessus, mais aussi améliorer la qualité de soudage et la durée de vie des composants dans les mêmes conditions de processus [1-3], et ouvrir de nouvelles perspectives d'application pour la technologie de soudage à l'arc de tungstène .


Technologie et caractéristiques de soudage en alliage de titane A-TIG

La technologie de soudage A-TIG est une méthode de procédé consistant à appliquer une couche de flux actif sur la surface supérieure de la pièce à souder avant le soudage, puis à effectuer un soudage TIG le long de la couche de flux. Par rapport au procédé de soudage TIG conventionnel, la capacité de pénétration de l'arc de soudage A-TIG en alliage de titane est considérablement améliorée et l'apport de chaleur, la déformation et la contrainte de soudage sont réduits. Lors du soudage de composants de produit de la même spécification, dans les mêmes conditions de courant de soudage, un soudage en un seul passage sans biseautage peut être réalisé ou le nombre de couches de surface peut être considérablement réduit, améliorant ainsi la productivité de soudage et la qualité du produit, et réduisant les coûts doublés.


De plus, le flux actif peut réduire considérablement les défauts de porosité de la soudure dans le procédé de soudage à l'arc sous argon, améliorant ainsi directement les performances de fatigue des joints soudés et des structures soudées. Le test montre que la limite de fatigue du joint bout à bout de soudage en alliage de titane TC4 A-TIG est 16% plus élevée que celle du soudage TIG conventionnel et peut atteindre 90% du métal de base. À l'heure actuelle, la technologie de soudage à l'arc à l'argon à flux actif en alliage de titane est devenue une nouvelle technologie de fabrication de connexions avancée pour assurer l'amélioration de la qualité de l'équipement d'armement, l'efficacité du traitement et la réduction des coûts.


Principes de base de la technologie de soudage A-TIG en alliage de titane

L'existence du film mince limite la section de conduction de l'arc, ce qui provoque un rétrécissement de l'arc. Deuxièmement, parce que la surface du matériau en alliage de titane est recouverte d'une couche de flux actif avant le soudage, seule la chaleur de l'arc fait d'abord fondre le flux actif et le titane pendant le processus de conduction de l'arc, et ce n'est que lorsque le titane liquide élimine le film de flux avec succès que la conduction réussie de l'arc et une combustion stable soient obtenues. En raison de la bonne mouillabilité entre le flux actif fondu et le titane liquide, le film de flux n'est pas facilement pressé. Moins il est pressé, plus la soudure est étroite, plus le flux de chaleur de l'arc est concentré et plus la profondeur de pénétration est profonde. Troisièmement, pendant le soudage A-TIG, la vapeur moléculaire du flux actif pénètre dans l'atmosphère de l'arc, augmentant. La conductivité thermique des ions dans la colonne d'arc fait rétrécir l'arc; quatrièmement, la chaleur de l'arc fait décomposer et ioniser le flux actif et pénétrer dans l'espace périphérique de l'arc. Les ions de flux piègent les électrons autour de l'arc pour former des ions négatifs, ce qui réduit la tension dans l'espace périphérique de la colonne d'arc, faisant ainsi rétrécir l'arc. C'est précisément en raison de la synergie des aspects ci-dessus que l'arc de soudage se rétrécit considérablement pendant le processus de soudage A-TIG, la densité de courant de la colonne d'arc augmente et la profondeur de pénétration du soudage augmente.