Blechschweißen Titandienstleistungen
Wstitanium investiert in Laser- und Roboterschweißdienste für Titanbleche (WIG, MIG), um komplexe Projekte mit unterschiedlichen Mengen und Spezifikationen abzuwickeln.
- WIG & MIG
- Manuelles + Roboterschweißen
- 100 % Qualitätsprüfbericht
- Roboterschweißen für hohe Stückzahlen
- ISO 9001:2015, ISO 13485 zertifiziert.
WSTITANIUM-Fabrik
Unsere leistungsstarken Einrichtungen
Schweißdienstleistungen für Titan
Wstitanium verwendet Laseranlagen und Roboter zum Schweißen von Titan. Dies ermöglicht uns die Bearbeitung komplexer Projekte mit unterschiedlichen Mengen und Spezifikationen. Traditionelle Schweißverfahren, insbesondere WIG und MIG, sind gängige Verfahren zum Schweißen von Titan. Für kleine Titanteile verwenden wir manuelles Schweißen. Für großvolumige Titanteile hingegen wird häufig Laser- oder Roboterschweißen eingesetzt. Jeder Prozess folgt Qualitätsstandards. Visuelle Inspektionen und spezielle Lösungen dienen der Überprüfung der Schweißqualität, einschließlich unvollständiger Schweißungen oder Schweißleckagen. Zu den Qualitätsprüfungslösungen gehören Zugprüfungen, Röntgenprüfungen, Ultraschallprüfungen usw.
Roboterschweißen – 7 x 24 Stunden Arbeit
Wstitanium hat in 20 Roboterschweißmaschinen und drei Laserschweißanlagen investiert. Diese erfüllen die Anforderungen der Großserienproduktion von Blechteilen. Darüber hinaus garantieren sie Präzision und Effizienz, die durch manuelles Schweißen nicht erreicht werden können. Roboterschweißanwendungen werden üblicherweise bei Großprojekten und einer großen Anzahl von Blechteilen eingesetzt. Gleichzeitig verbessern sie die Produktionseffizienz. Roboterschweißen eignet sich für das Schweißen komplex geformter Blechteile und kann 3 Stunden am Tag im Dauerbetrieb arbeiten.
Herausforderungen beim Titanschweißen
Titan hat eine Dichte von etwa 50 % von Edelstahl, seine Festigkeit ist jedoch mehr als doppelt so hoch wie die von Edelstahl. Daher hat sich sein Festigkeits-Gewichts-Verhältnis fast vervierfacht. Titan hat jedoch einen Schmelzpunkt von ca. 1670 °C (3035 °F), während Edelstahl bei ca. 1450 °C (2642 °F) schmilzt. Titan hat eine starke Affinität zu Sauerstoff. Bei Raumtemperatur bildet Titan auf seiner Oberfläche eine dünne Titanoxidschicht. Diese Oxidschicht ist ein positiver Faktor, da sie weitere Korrosion verhindert, erschwert jedoch das Schweißen. Bei Temperaturen über 650 °C (1200 °F) oxidiert Titan schnell. Daher ist für Schweißnähte höchster Qualität ein hervorragendes Schutzgas erforderlich.
Titan ist extrem anfällig für Verunreinigungen. Es wird spröde, wenn Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff oder andere Elemente in die Schweißnaht gelangen. Verschiedene Titansorten enthalten jedoch unterschiedliche Mengen an Verunreinigungen. Erhöhte Verunreinigungen verringern die Duktilität von Titan und können Risse im Schweißgut verursachen. Beispielsweise können bei hohem Sauerstoffgehalt Querrisse entlang der Schweißfläche oder in der Wärmeeinflusszone (WEZ) entstehen.
Titanschweißtechnik
Wstitanium empfiehlt dringend das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) zum Schweißen von Titan. Das WIG-Schweißverfahren bietet höchste Präzision, Sicherheit und ein geführtes Schutzgas. Selbstverständlich ist auch das MIG-Schweißen von Titan möglich. Allerdings wird es nur von wenigen angewendet. Es ist schwierig, mit MIG die gleiche Schweißqualität wie beim WIG-Schweißverfahren zu erreichen. Das MIG-Schweißverfahren erzeugt zu viel Hitze und Spritzer für Titan und kann durch übermäßige Verunreinigungen in der Lichtbogenatmosphäre zu Verunreinigungen führen. Da die geschmolzenen Titan-Fügemetalltröpfchen beim MIG-Schweißen klein sind und durch den Lichtbogen entlang der Verbindung fliegen, besteht bei der hohen Hitze und dem geringen Materialvolumen ein höheres Risiko für Titanoxidation und -verunreinigung. Das WIG-Schweißverfahren gilt allgemein als die beste Methode zum Fügen von Titan. Flussmittelschweißen und Autogenschweißen von Titan oder Titanlegierungen werden nicht empfohlen.
Schutzgas
Beim Wolfram-Inertgasschweißen wird eine nicht abschmelzende Wolframelektrode zur Stromübertragung und ein inertes Schutzgas zum Schutz des Schweißbades vor atmosphärischer Verunreinigung verwendet. Das Amerikanische Gesellschaft Schweißen (AWS) empfiehlt, die Reinheit des Schweißgases zu messen, um sicherzustellen, dass es den für jede Anwendung festgelegten Standards entspricht. Typische Spezifikationen besagen, dass das Schutzgas mindestens 99.995 % rein ist und nicht mehr als 20 ppm Sauerstoff enthält. Beim WIG-Schweißen von Titan beträgt die Argonreinheit 99.999 %. Wstitanium verwendet zum Schweißen von Titan eine Gleichstromelektroden-negative (DCEN) WIG-Schweißpolarität. WIG-Geräte sind mit einer Hochfrequenz-Lichtbogenzündung ausgestattet, um eine Kontamination des Titans durch die Wolframelektrode zu verhindern. Das empfohlene Schutzgas zum Schweißen von Titan ist Argon; auch ein Argon-Helium-Gemisch kann verwendet werden. Helium in jedem Schutzgas erhöht die Abschmelzleistung, da es die Hitze des Schweißlichtbogens erhöht, und Wstitanium verwendet in diesen Fällen dieses Gemisch. Das bevorzugte Gemisch besteht aus 75 % Argon und 25 % Helium.
Die Schutzgasabdeckung ist für das Schweißbad und den Schweißstab sehr wichtig. Beim Titanschweißen sollte sich der Schweißstab stets unter Schutzgas befinden. Schneiden Sie den Schweißstab zwischen den Schweißnähten etwa einen halben Zoll ab, da das Umgebungsgas ihn verunreinigen kann. Beim WIG-Schweißen sollte vor dem Zünden des Lichtbogens etwa 5 Sekunden lang Vorgas und 25 Sekunden lang Nachgas zugeführt werden. Die Durchflussrate sollte bei Argon etwa 25 psi und bei einem Argon-Helium-Gemisch etwa 28 psi betragen.
Schweißen von Titansorten
Der erste Schritt zum erfolgreichen Titanschweißen besteht darin, sich mit den verschiedenen Legierungen, ihren Eigenschaften und den jeweiligen Füllwerkstoffen vertraut zu machen. Titan ist in 31 verschiedenen Güteklassen erhältlich, basierend auf ihren mechanischen und chemischen Eigenschaften. Titansorten werden in vier Kategorien unterteilt: kommerziell rein (CP oder unlegiert), Alpha, Alpha-Beta und Beta. Die Elemente im Titan bestimmen die Kristallstruktur des Materials. Sauerstoff, Stickstoff und Aluminium fördern die Alpha-Struktur. Vanadium, Molybdän und Silizium wirken als Beta-Stabilisatoren.
Kommerziell reines Titan
Handelsübliches Reintitan enthält 98–99.5 % Titan. Geringe Zusätze von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Eisen erhöhen die Festigkeit. Reintitan weist innerhalb der Titangruppe die beste Schweißbarkeit auf. Dies liegt an der Kombination aus exzellenter Korrosionsbeständigkeit, guter Duktilität und hervorragender Schweißbarkeit. Die gängigsten Sorten von Reintitan sind die Sorten 1, 2, 3 und 4. Diese Sorten unterscheiden sich im Anteil an Sauerstoff und Eisen, der ihnen zulegiert ist. Sorte 1 ist die reinste und zugleich die schwächste. Bedenken Sie, dass die mechanischen Eigenschaften mit steigender Sorte zunehmen. Sorten mit höherem Sauerstoff- und Eisengehalt weisen eine höhere Festigkeit, aber eine geringere Duktilität und Schweißbarkeit auf.
Alpha-Beta-Titanlegierungen
Alpha-Beta-Titanlegierungen enthalten zwei Kristallstrukturen. Sie entstehen durch Zugabe von weniger als 6 % Aluminium und unterschiedlichen Mengen an Beta-Elementen. Dazu gehören Vanadium, Chrom und Molybdän. Im Vergleich zu anderen Titanlegierungen weisen diese Legierungen eine mittlere bis geringe Festigkeit auf. Alpha-Beta-Legierungen können zur weiteren Festigkeitssteigerung wärmebehandelt werden. Alpha-Beta-Legierungen sind grundsätzlich schweißbar. Ihre Schweißbarkeit hängt jedoch vom Beta-Gehalt ab. Je höher der Beta-Gehalt, desto schlechter die Schweißbarkeit der Titansorte. Zudem gilt: Je höher der Beta-Gehalt, desto spröder die Schweißnaht. Sorten mit hohem Beta-Gehalt sind sehr fest und werden selten geschweißt.
Alpha-Titanlegierungen
Alpha-Titanlegierungen enthalten üblicherweise Aluminium, Zinn sowie Spuren von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff. Im Vergleich zu anderen Titanlegierungen weisen sie eine moderate Festigkeit auf. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine relativ gute Duktilität und hervorragende mechanische Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen aus. Sie sind zudem sehr gut schweißbar und werden stets im geglühten Zustand geschweißt. Alpha-Legierungen reagieren nicht auf Wärmebehandlung. Sie können jedoch durch Kaltverformung verstärkt werden. Alpha-Legierungen weisen die höchste Korrosionsbeständigkeit innerhalb der Titanfamilie auf, mit Ausnahme von Reintitan.
Beta-Titanlegierungen
Beta-Legierungen sind die kleinste Gruppe der Titanlegierungen. Sie sind fest, leicht und korrosionsbeständig. Beta-Legierungen sind vollständig wärmebehandelbar, gut härtbar und in der Regel schweißbar. Beta-Legierungen haben eine etwas höhere Dichte als andere Titanlegierungen, weisen jedoch die höchste Festigkeit und eine gute Kriechfestigkeit auf. Diese Güten werden geglüht oder lösungsgeglüht geschweißt. Im geschweißten Zustand ist die Verbindung weniger fest, aber duktil. Anschließend werden sie kaltverformt, lösungsgeglüht und gealtert. Dies erhöht die Festigkeit, verhindert aber Versprödung.
Qualitätskontrolle
Der Kontakt mit Gasen wie Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff kann zu Verunreinigungen und Schweißschäden führen. Der Schweregrad des Schadens und damit die Akzeptanz können variieren, lassen sich aber durch Beobachtung der Oberflächenfarbe nach dem Abkühlen abschätzen. Die Verfärbung ist ein wichtiger Indikator für die Qualität von Titanschweißnähten. Neben der Sichtprüfung können Farbeindringprüfung, Härteprüfung, Röntgen- und Ultraschallprüfung sowie zerstörende Prüfungen die Qualität von Titanschweißnähten bestimmen.
| Schweißfarbe | Qualitätsindikator | Schweißfarbe | Qualitätsindikator |
| Helles Silber | Akzeptabel | Lila | Inakzeptabel |
| Silber | Akzeptabel | Dunkelblau | Inakzeptabel |
| Helles Stroh | Akzeptabel | Hellblau | Inakzeptabel |
| Dunkles Stroh | Akzeptabel | Grün | Inakzeptabel |
| Bronze | Akzeptabel | Gray | Nicht qualifiziert |
| Brown | Akzeptabel | Weiß | Nicht qualifiziert |
Schweißen mit anderen Metallen?
Titan kann Titan und andere Metalle miteinander verschweißen, wobei beim Verbinden jedoch besondere Schritte erforderlich sind. Das Schweißen von Titan mit Stahl erfordert 99.999 % reines Argongas und ein WIG- oder MIG-Schweißverfahren. Beim Schweißen von Titan mit Aluminium muss die Temperatur auf der Titanseite der Legierungsschmelzgrenze unter 2000 °C gehalten werden.
