Titanium dan aluminium, sebagai dua bahan logam ringan penting dengan kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi dan resistensi korosi yang baik, telah banyak digunakan dalam kedirgantaraan, transportasi, pembuatan kendaraan, industri kimia dan bidang lainnya. Namun, dalam rekayasa modern, kondisi kerja yang kompleks menimbulkan tantangan yang lebih tinggi untuk kinerja layanan benda kerja, yang mempromosikan pengembangan dan penerapan struktur komposit. Anggota gabungan yang terdiri dari paduan titanium dan paduan aluminium dapat memaksimalkan karakteristik kinerja dari kedua bahan tersebut, tetapi proses pengelasannya menghadapi banyak kesulitan.
Karena perbedaan yang signifikan antara titanium dan aluminium dalam sifat termofisik dan mekanik, porositas, retakan dan masalah lainnya rentan terjadi selama proses pengelasan. Di antara mereka, senyawa intermetalik yang dibentuk oleh reaksi metalurgi adalah salah satu alasan penting yang mengarah pada penurunan kinerja sendi material ketidaksamaan Ti/Al. Jadi, apa alasan spesifik untuk kesulitan mengelas titanium dan aluminium?
Pertama, aluminium dan titanium berinteraksi dengan sangat mudah dengan oksigen. Reaksi aluminium dan oksigen akan menghasilkan Al2O3 yang padat dan refraktori (film oksida), titik lelehnya hingga 2050 derajat, yang akan menghambat kombinasi dua logam dasar, yang mengakibatkan lasan rentan terhadap inklusi. Titanium mulai teroksidasi pada 600 derajat. Semakin tinggi suhu, semakin parah oksidasi, menghasilkan TiO2 (titanium dioksida), yang membentuk lapisan rapuh menengah di dalam lasan, sehingga mengurangi plastisitas dan ketangguhan lasan.
Kedua, aluminium dan titanium akan menghasilkan reaksi yang berbeda pada suhu yang berbeda. Pada 146 0 derajat, mereka akan membentuk senyawa jenis tial (titanium aluminida) yang mengandung 36,03% dari fraksi massa aluminium, meningkatkan kerapuhan logam; Pada 1340 derajat, pembentukan senyawa Tial3 (titanium tri-aluminat) yang mengandung 60% hingga 64% dari fraksi massa aluminium; dan ketika fraksi massa titanium yang mengandung 0,15%, pembentukan titanium dalam larutan padat aluminium. Reaksi -reaksi ini meningkatkan kesulitan pengelasan.
Selain itu, kelarutan timbal balik aluminium dan titanium sangat kecil. Pada derajat 665, kelarutan titanium dalam aluminium adalah 0. 26% ke 0. 28%, dan kelarutan menjadi lebih kecil karena suhu berkurang; Ketika suhu turun menjadi 2 0 derajat, kelarutan titanium dalam aluminium berkurang menjadi 0,07%. Pada saat yang sama, kelarutan aluminium dalam titanium bahkan lebih terbatas, yang membawa kesulitan besar pada pembentukan lasan antara kedua logam dasar.
Selain itu, aluminium dan titanium memiliki banyak penyerapan gas suhu tinggi. Aluminium cair dapat melarutkan banyak hidrogen, hampir tidak larut dalam keadaan padat, lasan menguat ketika hidrogen tidak dapat keluar dalam waktu akan membentuk pori -pori. Hidrogen dalam titanium memiliki kelarutan besar, hidrogen suhu rendah yang dikumpulkan menjadi pori-pori, sehingga plastisitas las, pengurangan ketangguhan, rentan terhadap retak rapuh.
Pada saat yang sama, aluminium dan titanium juga akan membentuk senyawa rapuh dengan kotoran lainnya. Aluminium dan oksigen yang dibentuk oleh oksida meningkatkan kerapuhan logam; titanium dan nitrogen untuk membentuk titanium nitrida, sehingga plastisitas logam berkurang; Titanium dan karbon untuk membentuk karbida, ketika fraksi massa karbon lebih besar dari 0. 28%, dua las logam dasar secara signifikan lebih buruk.
Selain itu, konduktivitas termal dan koefisien ekspansi linier aluminium dan titanium sangat berbeda. Konduktivitas termal aluminium (206.9wm -2- k -1) sekitar 16 kali lebih besar dari titanium (13.8wm -2- k -1); dan koefisien ekspansi linier aluminium adalah sekitar 3 kali lebih besar dari titanium. Perbedaan ini dapat dengan mudah menyebabkan retakan di bawah tekanan.
Akhirnya, elemen paduan dalam aluminium dan titanium mudah dibakar dan diuapkan selama proses pengelasan. Ketika pencairan aluminium atau aluminium, dari titik lelehnya dari unsur -unsur rendah seperti magnesium, seng, dll. Mulai terbakar atau penguapan; Ketika mencapai titik leleh titanium atau paduan titanium (1677 derajat), aluminium dan elemen paduan lainnya membakar penguapan lebih banyak, menghasilkan komposisi kimia yang tidak rata dari lasan dan berkurangnya kekuatan.
Singkatnya, kesulitan pengelasan titanium dan aluminium terutama meliputi oksidasi aluminium dan titanium, reaksi pada suhu yang berbeda, kelarutan timbal balik adalah kecil, penyerapan gas suhu tinggi, pembentukan senyawa rapuh antara pengaburan lain, konduktivitas termal dan koefisien ekspansi termal dari perbedaan antara pemusnahan alloy. Kesulitan -kesulitan ini perlu diselesaikan dengan mengambil tindakan yang ditargetkan dalam proses pengelasan.
