Gittertypen, smeltepunktet, termisk ledningsevne, lineær ekspansjonskoeffisient og kjemisk sammensetning av kobber- og titanplater er svært forskjellige, så det er veldig vanskelig å sveise.
1. Sveiser er utsatt for porer
(1) Kobber og titan har sterke hydrogenabsorpsjonsevner ved høye temperaturer, og hydrogen er mer løselig i flytende kobber og titan.
(2) Gass genereres i høytemperaturmetallurgisk reaksjonssmeltebasseng.
(3) Oksygen- og nitrogengassen rundt sveiseområdet er nedsenket i smeltebassenget. Under krystalliseringsprosessen til smeltebassenget kan ikke all gassen unnslippe fra overflaten av smeltebassenget og forblir i sveisen for å danne porer.
2. Sveisede skjøter er utsatt for sprekker
Når kobber og titan sveises, kan det dannes eutektisk og hydrid på metallsidene av de to grunnmaterialene, noe som lett kan forårsake sprekker under påvirkning av sveisespenning.
(1) Kobber og vismut danner et (Cu+Bi) eutektikum med et eutektisk punkt på 270 grader.
(2) Kobber og aluminium danner et (Cu+Pb) eutektikum med et eutektisk punkt på 326 grader.
(3) Kobber og jernsulfid danner et eutektikum (Cu+Cu2O) med et eutektisk punkt på 1067 grader.
(4) Flaklignende hydrid TiH2 dannes på metallsiden av titanbasismaterialet, noe som forårsaker hydrogensprøhet.
(5) De lineære ekspansjonskoeffisientene til kobber og titan er mer enn 1 ganger forskjellige, noe som vil gi større stress under sveising.
3. De mekaniske egenskapene til sveisede skjøter er lave
(1) Oksydfilmen kan svekke den intergranulære bindingen mellom kobber og titan. For eksempel, når oksygeninnholdet i sveisen når 0.38 %, synker skjøtens bøyevinkel fra 180 grader til 120 grader .
(2) En stor mengde eutektika og hydrider reduserer plastisiteten og seigheten til sveisede skjøter betydelig.
(3) Den gjensidige løseligheten av kobber og titan er svært liten, og intermetalliske forbindelser dannes lett ved høye temperaturer. Slik som Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 og TiCu4, som øker sprøheten, reduserer plastisiteten og reduserer korrosjonsmotstanden til sveisemetallet betydelig.
Utmerkede sveiseskjøter kan oppnås ved vakuumdiffusjonssveising, argonbuesveising, plasmabuesveising, lodding og elektronstrålesveising mellom kobber og titanium eller titanlegeringer.
For eksempel: vakuumdiffusjonssveising brukes. Egenskapene til vakuumdiffusjonssveising er at skjøtene ikke oksiderer, sveisesømmene har et vakkert utseende, og produktkvaliteten er god. Hovedoperasjonsprosessen er: før sveising renses kobberbasismetallet (som T2) med trikloretylen for å fjerne oljeflekker og andre urenheter. Deretter etses den i 10 % svovelsyreløsning i 1 minutt, vaskes med destillert vann og glødes deretter. Glødetemperaturen er 820 ~ 830 grader og glødetiden er 10 minutter.
Etter å ha renset titanbasismetallet (TA2) med trikloretylen, bruk en vibrasjonsmetode for å etse det i 4 minutter i en 2% volumfraksjon av HF og en 50% volumfraksjon av HNO3 vandig løsning for å fjerne oksidfilmen, og rengjør den deretter med vann og alkohol.
(4) Sett sammen de to rensede basismetallene i henhold til prosesskravene, og sett dem deretter inn i en vakuumovn for sveising. Sveiseparametrene er: sveisetemperaturen er 810 grader ±10 grader, trykket er 5~10MPa, tiden er 10min, og vakuumgraden er 1,3332×10-8~1,3332×10-9MPa. Et mellomliggende diffusjonslag kan legges mellom de to basismetallene. Vanligvis er diffusjonslagmaterialet niobmetall, eller det kreves ikke noe mellomliggende diffusjonslag. Rengjør skjøteflaten forsiktig etter sveising.
Hvis argon buesveising brukes til å sveise kobber og titan, kan valg av cerium wolframelektroder forbedre sveisekvaliteten og være til fordel for menneskers helse. For eksempel, ved sveising av kobberlegering (QCr0.5) og titanlegering (TC2), kan niob brukes som overgangslagsmateriale, og argonrenheten er 99,8 % for å oppnå skjøter av høy kvalitet.
