板金溶接チタンサービス
Wstitanium は、さまざまな数量と仕様の複雑なプロジェクトを処理するために、レーザーおよびロボットによる板金チタン溶接サービス (TIG、MIG) に投資しています。
- TIG & MIG
- 手動+ロボット溶接
- 100%品質検査レポート
- 大量生産向けロボット溶接
- ISO 9001:2015、ISO 13485 認証取得済み。
WSITANIUM工場
当社の強力な施設
チタン溶接サービス
Wstitaniumは、レーザー溶接機とロボットを用いてチタンを溶接します。これにより、数量や仕様が異なる複雑なプロジェクトにも対応可能です。チタン溶接では、TIG溶接やMIG溶接といった従来の溶接法が主流です。小型チタン部品には手溶接を採用しています。一方、大型チタン部品には、レーザー溶接やロボット溶接が用いられることが多いです。すべての工程は品質基準に準拠しています。溶接不良や溶接漏れなど、溶接品質の確認には、目視検査と特殊ソリューションを活用しています。品質検査ソリューションには、引張試験、X線検査、超音波検査などがあります。
ロボット溶接 - 7時間年中無休
チタン 当社はロボット溶接機20台とレーザー溶接機3台を導入しました。これらは、板金部品の大量生産の要件を満たすことができ、さらに、手作業による溶接では代替できない精度と効率を保証します。ロボット溶接アプリケーションは、通常、大規模なプロジェクトや大量の板金部品の製造に使用され、生産効率の向上にも貢献します。ロボット溶接は、複雑な形状の板金部品の溶接にも対応し、24時間連続稼働が可能です。
チタン溶接の課題
チタンの密度はステンレス鋼の約50%ですが、強度はステンレス鋼の1670倍以上です。そのため、強度対重量比は3035倍近く向上しています。しかし、チタンの融点は約1450℃（2642℉）であるのに対し、ステンレス鋼の融点は約650℃（1200℉）です。チタンは酸素との親和性が強く、室温に放置すると、表面に薄い酸化チタンの膜が形成されます。この酸化層はさらなる腐食を防ぐという点でプラスの要因ですが、溶接を困難にします。XNUMX℃（XNUMX℉）以上に加熱されると、チタンは急速に酸化します。したがって、最高品質の溶接を実現するには、優れたシールドガスを使用する必要があります。
困ったことに、チタンは汚染物質の影響を非常に受けやすい材料です。酸素、水素、窒素、炭素などの元素が溶接部に混入すると、チタンは脆くなります。しかし、チタンのグレードによって不純物の含有量は異なります。汚染物質が増えるとチタンの延性が低下し、溶接金属に割れが生じる可能性があります。例えば、酸素含有量が多い場合、溶接面や熱影響部（HAZ）に沿って横方向の割れが生じることがあります。
チタン溶接技術
Wstitaniumは、チタンの溶接にTIGとも呼ばれるガスタングステンアーク溶接の使用を強くお勧めします。TIG溶接プロセスは、優れた精度、安全性、ガイド付きシールドガスを提供します。もちろん、チタンのMIG溶接も可能です。しかし、それを行う人はほとんどいません。MIGでTIG溶接プロセスと同じ溶接品質を達成することは困難です。MIG溶接プロセスは、チタンに対して過度の熱とスパッタを発生させ、アーク雰囲気中の過剰な不純物による汚染を引き起こす可能性があります。MIG溶接では、溶融チタンフィラーメタルの液滴が小さく、アークを通ってジョイントに沿って飛ぶため、このような高熱と少ない材料量では、チタンの酸化と汚染の可能性が高くなります。TIG溶接プロセスは、一般にチタンを接合するための最良の方法と考えられています。チタンまたはチタン合金のフラックス溶接と酸素燃料溶接はお勧めしません。
シールドガス
タングステン不活性ガス溶接プロセスでは、電気を伝送するために非消耗性のタングステン電極を使用し、溶接プールを大気汚染から保護するために不活性シールドガスを使用します。 アメリカ溶接学会 (AWS) は、溶接ガスの純度を測定して、各用途に設定された基準を満たしていることを確認することを推奨しています。一般的な仕様では、シールドガスの純度は 99.995% 以上で、酸素が 20 ppm 以下であることが示されています。チタンを TIG 溶接する場合、アルゴンの純度は 99.999% です。Wstitanium は、直流電極負極 (DCEN) TIG 溶接極性を使用してチタンを溶接します。TIG マシンには、タングステン電極によるチタンの汚染を防ぐための高周波アーク始動が装備されています。チタンの溶接に推奨されるシールドガスはアルゴンですが、アルゴン/ヘリウムの混合ガスも使用できます。シールドガス内のヘリウムは溶接アークの熱を増加させるため、堆積速度が上昇するため、Wstitanium ではこのような場合にこの混合ガスを使用します。推奨される混合ガスは、アルゴン 75%、ヘリウム 25% です。
シールドガスの被覆率は、溶接プールと溶接棒にとって非常に重要です。チタンを溶接する際は、溶接棒が常にシールドガス下にあるようにしてください。溶接と溶接の間には、溶接棒を約5cmほど切断してください。周囲のガスによって溶接棒が汚染される可能性があるためです。TIG溶接の場合は、アーク始動前に約25秒間プリガスを供給し、さらに25秒間ポストガスを供給してください。流量は、アルゴンを使用する場合は約28psi、アルゴン/ヘリウム混合ガスを使用する場合は約XNUMXpsiにしてください。
溶接チタングレード
チタン溶接を成功させるための第一歩は、様々な合金とその特性、そしてそれぞれの溶加材の選定における考慮事項を理解することです。チタンは、機械的特性と化学的特性に基づき、31種類のグレードで提供されています。チタンのグレードは、純粋チタン（CPチタン、非合金チタン）、アルファチタン、アルファベータチタン、ベータチタンのXNUMXつのカテゴリーに分類されます。チタンを構成する元素は、材料の結晶構造を決定します。酸素、窒素、アルミニウムはアルファ構造を促進します。一方、バナジウム、モリブデン、シリコンはベータ構造の安定剤として作用します。
市販の純チタン
市販の純チタンは、98～99.5%のチタンを含みます。酸素、窒素、炭素、鉄を少量添加することで強度が向上します。純チタンはチタンの中で最も溶接性に優れています。これは、優れた耐食性、良好な延性、そして優れた溶接性を兼ね備えているためです。純チタンの最も一般的なグレードは、グレード1、2、3、4です。これらのグレードの違いは、合金化されている酸素と鉄の量です。グレード1は最も純粋ですが、最も強度が低いです。グレードが上がるにつれて機械的特性も向上することを覚えておいてください。酸素と鉄の含有量が多いグレードは強度が高くなりますが、延性と溶接性は低下します。
アルファベータチタン合金
アルファベータチタン合金は6つの結晶構造を持ちます。XNUMX%未満のアルミニウムと、バナジウム、クロム、モリブデンなどのベータ元素を様々な量で添加することで形成されます。これらの合金は、他のチタン合金グレードと比較して、中程度から低い強度を持ちます。アルファベータ合金は、熱処理を施すことでさらに強度を高めることができます。アルファベータ合金は一般的に溶接可能ですが、溶接性はベータ元素含有量に依存します。ベータ元素含有量が多いほど、チタングレードの溶接性は低下します。また、溶接部は脆くなります。高ベータ元素グレードは非常に強度が高く、溶接されることはほとんどありません。
アルファチタン合金
アルファチタン合金は通常、アルミニウム、スズ、そして微量の酸素、窒素、炭素を含みます。また、他のチタン合金と比較して中程度の強度を有しています。さらに、低温における延性と優れた機械的特性も備えています。さらに、溶接も非常に容易で、常に焼鈍状態で溶接されます。アルファ合金は熱処理には反応しませんが、冷間加工によって強度を高めることができます。アルファ合金は、純チタンを除くチタン系合金の中で最も高い耐食性を有します。
ベータチタン合金
ベータ合金はチタン合金の中で最も小さいグループです。強度、軽量性、耐腐食性に優れています。ベータ合金は熱処理が可能で、良好な焼入れ性を有し、一般的に溶接可能です。ベータ合金は他のチタン合金よりも密度がわずかに高いですが、最高の強度と優れた耐クリープ性を備えています。これらのグレードは、焼鈍または溶体化熱処理された状態で溶接されます。溶接後の接合部は強度は低下しますが、延性は向上します。その後、冷間加工、溶体化処理、時効処理が施されます。これにより強度は向上しますが、脆化は回避されます。
品質検査
窒素、水素、酸素などのガスへの曝露は、汚染や溶接損傷を引き起こす可能性があります。損傷の程度、ひいては許容範囲は様々ですが、冷却後の表面色を観察することで推定できます。色はチタン溶接部の品質を示す重要な指標です。目視検査に加え、浸透探傷検査、硬度試験、X線検査、超音波検査、破壊試験などによってチタン溶接部の品質を判定できます。
| 溶接色 | 品質指標 | 溶接色 | 品質指標 |
| ブライトシルバー | 許容 | パープル | 受け入れられない |
| シルバー | 許容 | 濃紺 | 受け入れられない |
| ライトストロー | 許容 | ライトブルー | 受け入れられない |
| ダークストロー | 許容 | グリーン | 受け入れられない |
| ブロンズ | 許容 | グレー | 未認定 |
| ブラウン | 許容 | ホワイト | 未認定 |
他の金属に溶接しますか?
チタンはチタンと他の金属を溶接することができますが、接合には特別な手順が必要です。チタンと鋼の溶接には、純度99.999%のアルゴンガスとTIG溶接またはMIG溶接が必要です。チタンとアルミニウムの溶接には、合金溶融境界のチタン側の温度を2000℃未満に維持する必要があります。
