チタンおよびその合金の溶接

技術仕様

チタンは、比較的低い密度（4.5 g/cm³）でありながら、高い強度（267から337 MPa）、400～550°Cの温度範囲での金属疲労抵抗性、腐食および多くの攻撃的な環境への耐性を備えています。クロム、アルミニウム、マンガン、スズ、バナジウムなどの添加物を含むチタン合金はさらに高い強度（1000～1400 MPa）を持ち、優れた柔軟性を備えており、造船、機械工学、ロケットおよび航空技術、化学機械工学、計器製造、ならびにさまざまな産業分野で構造材料として広く使用されています。チタンは熱伝導率が低いため、アルゴン雰囲気での溶接プロセスで得られる接合部は深い溶け込みを伴う特徴的な円錐形状になります。時には、主要な接合部（ダンベル型）の端に追加の接合部を敷く必要があります。

チタンの主な溶接方法

· フラックスアーク;

· 非消耗電極および消耗電極を用いる不活性ガス雰囲気中のアーク;

· 電子ビーム;

· エレクトロスラグ;

· 接触。

不活性ガス保護下でのアーク溶接

このプロセスは、ランタンまたはイットリウムを含む非消耗タングステン電極（自動または手動溶接が可能）および消耗電極（自動または半自動溶接が可能）を用いて行われます。溶接には高純度のヘリウムまたはアルゴン、またはそれらの混合物が使用されます。

タングステン電極溶接

現在、この方法が最も人気があります。標準的なアルゴンアーク自動溶接装置を用い、直流直極性の非消耗電極を使って行われます。

フラックスアーク溶接

チタンおよびチタン合金は、酸素のない状況下でフラックスのANT-1, 3を用いて溶接されます。金属の厚さは2.5～8 mmで、それ以上の厚さのシートにはANT-7が使用されます。溶接前にフラックスを200～400°Cで乾燥させて、水分量を0.05%まで減少させます。通常の装置と直流逆極性を使用します。

エレクトロスラグ法

この方法では、チタンまたはチタン合金の8～12 mm厚さを接合します。その際には、溶接される金属と同じ成分の板状電極を幅を溶接する部品の厚さに合わせて使用します。

電子ビーム法

この方法は、細かい粒度の接合部とガス腐食からの信頼できる保護を提供します。この方法は金属の厚さが160 mmまでの時に適用されます。場合によっては、層状剥離やポロシティの発生を防ぐために、ビームを水平に配置する方法を使用します。

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