Titaniumlegering van klasse 5 (Ti‑6Al‑4V) is de meest gebruikte + titaniumlegering in industriële en structurele toepassingen. Hoewel het een goede lasbaarheid heeft in vergelijking met veel legeringen met een hoge sterkte, is het zeer chemisch reactief bij hoge temperaturen. Strenge procescontrole is dus essentieel voor het produceren van goede, betrouwbare lasverbindingen. Hieronder vindt u de kritische voorzorgsmaatregelen voor het lassen van klasse 5 titaniumlegeringen.
Ten eerste is reinheid van cruciaal belang.
Titanium reageert bij lastemperaturen sterk met zuurstof, stikstof, waterstof en koolstof, wat verbrossing, porositeit en scheuren veroorzaakt. Alle oppervlakken-inclusief de lasverbinding, toevoegdraad en nabijgelegen basismateriaal-moeten grondig worden gereinigd. Olie, vet, water, stof en bewerkingsvloeistoffen moeten worden verwijderd door middel van oplosmiddelreiniging, gevolgd door droogblazen. Verontreiniging door stalen gereedschappen, ijzerdeeltjes of koper kan ook defecten veroorzaken, dus speciaal titanium lasgereedschap en armaturen worden sterk aanbevolen.
Ten tweede is effectieve gasafscherming verplicht.
In tegenstelling tot staal of aluminium heeft titanium niet alleen bescherming nodig tijdens het lassen, maar ook totdat de las en de door hitte beïnvloede zone afkoelen tot onder de 300 graden. Meestal wordt argon met hoge zuiverheid (99,99% of hoger) gebruikt. Vaak wordt een achterschild, een grote gaslens of een afgesloten kamer toegepast om het gehele hogetemperatuurgebied te bedekken. Onvoldoende afscherming leidt tot verkleuring, wat duidt op absorptie van atmosferische gassen en ernstig verlies aan ductiliteit en taaiheid.
Ten derde is de controle van de warmte-invoer en de interpass-temperatuur belangrijk.
Overmatige warmte-inbreng bevordert de korrelgroei in de las- en door hitte beïnvloede zone, waardoor de verbindingssterkte en vermoeidheidsprestaties afnemen. Een hoge interpasstemperatuur verhoogt ook het risico op waterstofopname en oxidatie. Over het algemeen moet de interpasstemperatuur onder de 150 graden worden gehouden. Processen met een lage tot matige warmte-inbreng, zoals GTAW (TIG), PAW en laserlassen, hebben de voorkeur. Processen met een hoge warmte-inbreng, zoals booglassen onder water, worden zelden gebruikt.
Ten vierde moet de selectie van vulmetaal goed op elkaar worden afgestemd.
Voor de meeste structurele lassen wordt vaak ERTi-5-vulmetaal (in de handel verkrijgbaar puur titanium) gebruikt om de ductiliteit te verbeteren en de scheurgevoeligheid te verminderen. Wanneer bijpassende sterkte vereist is, kan Ti-6Al-4V-vulmiddel (ERTi-6Al-4V) worden gebruikt, maar strengere reiniging en afscherming zijn noodzakelijk om scheurvorming door stolling te voorkomen.
Ten vijfde: het vermijden van verontreiniging en ongelijksoortige metaalproblemen.
Direct contact met koolstofstaal, koper, messing of brons moet worden vermeden. Titanium heeft een lage thermische geleidbaarheid en een hoog smeltpunt, waardoor lasbaden langzaam stollen. Onjuiste geometrie of beperkingen kunnen leiden tot lasvervorming en restspanning. Voor kritische componenten mag spanningsverlichting na het lassen worden toegepast, maar alleen onder volledige bescherming tegen inert gas.
Ten slotte zijn inspectie na het lassen en kwaliteitscontrole essentieel.
Visuele inspectie op verkleuring en porositeit is standaard. Voor kritische toepassingen kunnen kleurpenetratietesten (PT) of radiografische testen (RT) worden gebruikt. Mechanische tests, inclusief buigtests en trektests, verifiëren dat de verbinding voldoet aan de vereisten voor ductiliteit en sterkte.
Samenvattend,Succesvol lassen van klasse 5 titaniumlegeringen is afhankelijk van extreme zuiverheid, betrouwbare bescherming tegen inert gas, gecontroleerde warmte-inbreng, geschikt vulmetaal en strikte procesdiscipline. Met de juiste procedures kunnen de lasverbindingen uitstekende sterkte-, ductiliteit- en corrosieprestaties vertonen.
