チタンの溶接および切断
シームの保護
溶接シームの強度は基本材料に劣らないようにしなければなりません。そのため、溶接プール領域を酸素と窒素の接触から保護し、シーム内のそれらの含有量が0.04-0.05 N2および0.15 O2を超えないようにする必要があります。水素は、チタン部品の溶接中に気泡が生成される主な原因です。それはシームに隣接した高温域から活発に放出されます。良好な溶接性を持つ工業用チタンの場合、水素含有量は0.01%を超えてはならず、合金チタン合金では0.008%を超えてはなりません。
板材の溶接
厚さ1-15mm以上のチタン板材の溶接には、非消耗性タングステン電極を使用した手動アルゴンアーク溶接が利用され、フィラーワイヤーが用いられます。厚さ3-4mmの板材の溶接では、エッジの準備は不要ですが、板材の厚さの半分の隙間が必要です。厚さ4-10mmの板材の溶接には、角度60°のV型エッジ準備が必要です。厚さ10mm以上の板材の溶接には、X型エッジ準備が必要です。
切断の難しさ
高強度のために、チタンは切削が難しい素材です。そのため、チタン合金の切削は多大な力を必要とし、低い熱伝導率により切断部がすぐに加熱され、冷却が必要です。強い付着性のため、チタンは切削刃に堆積し、摩擦力をさらに増加させます。さらに、金属クラムの付着と溶着は、工具のジオメトリを変化させ、加工のための力を増加させ、接触点の温度をさらに上昇させ、工具の摩耗を早めます。作業領域の温度上昇には、切削速度が最も影響を与え、供給力にはそれほど依存しません。
高温の影響
切削中の温度上昇の影響で、チタン切りくずと加工部品の酸化が進行します。これは切りくずの処理と再溶融の際に問題を引き起こします。クロム、マンガン、バナジウム、鉄、モリブデンを含むチタン合金は高温の影響で、脆性が増すアルファ相に移行します。したがって、加熱は加工部品の性能を悪化させる可能性があります。
切削の最適化
切削領域の温度と切削力を大幅に下げるには、合金中の水素含有量を増やし、真空焼鈍及び適切な機械加工を行うことが有効です。チタン合金に水素を添加することにより、切削領域の温度を大幅に下げ、切削力を減少させ、炭化工具の耐久性を最大で10倍に向上させます。この方法は、加工速度を2倍に向上させることができ、品質を損なうことはありません。
作業の統合
多機能装置を使用し、多機能機械（加工センター）上で複数の操作を一つに統合する技術プロセスが広く活用されています。例えば、プレス鍛造品からの強度部品の製造には、機械MA-655A、FP-17SMN、FP-27Sが使用され、「ステー」や「コラム」、「ボディ」といった成形鋳物や鍛造品からの部品には、「ホライゾン」、「Me-12-250」、MA-655A、板パネルにはVFZ-M8が使用されます。これらの機械では、複数の側からの連続的な部品加工で「最大」処理完結性を1操作で実現します。
ウォータージェット切断
チタンの切断の主要方法の一つはウォータージェット切断で、高圧の水流による高速供給です。生産の最適化により、ウォータージェット装置は今日では最適な価格で購入可能です。この方法の利点は非常に大きいです：
·金属の廃棄物を削減；
·複雑な部品の製造を容易にする；
·機械加工のコストを削減します。
バンドソーでの切断
また、バンドソーによるチタンの切断も可能ですが、この場合、切断速度と深さに特に注意が必要です。最大の効率は、高速鋼の道具を使用する場合に達成されます。チタン合金の加工性はオーステナイト系ステンレス鋼と比較することができます。
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