Titanyum kaynak bilgisi
TİTANYUM VE TİTANYUM ALAŞIMLARININ KAYNAK
METALURJİSİ
KAYNAK YAPISI
Titanyum alaşımları erime sıcaklığının üstünde bir sıcaklığa
ısıtıldığında, erime bölgesi tek fazlı sıvı olarak görünür. Soğuma
sonrasında hacim merkezli kübik tek fazlı katı beta titanyum kristalleri
bu erime bölgesinin etrafında oluşmaya başlar. ITAB’ın daha soğuk
bölgelerinde sıvı kaynak metalinden başka, katı alfa-beta fazlarının bir
karışımı ya da saf titanyumda ve alfa alaşımlarında sıkı düzen
hekzagonal yapıda tek fazlı alfa bulunabilir. Lokal soğuma
tamamlandığında, sıvı erime bölgesinin beta taneleri şeklinde
soğuması, direk beta tanelerinden sıcaklıktan etkilenmiş
bölgenin içine doğru çok eksenli olur. Beta tanelerinin erime
bölgesiyle aynı zamanda soğumamasının sonucu olarak kaba
yapılı beta tane yapısı oluşur. Kaynak mekanik özelliklerini
kötüleştirir.
Katılaşmış kaynak soğudukça, katı hal faz dönüşümleri erimiş
bölgede ve ITAB’da oluşur. Kaynak soğuma hızındaki artış daha ince
taneli bir alfa oluşturur ve daha da hızlı bir soğuma hızı (elektron ışın
kaynağı ve lazer ışın kaynağında gözlenebilir) martenzit oluşmasına
neden olur. KAYNAK SONRASI ISIL İŞLEM ETKİLERİ
Kaynak sonrası ısıl işlemler alfa ve alfa beta titanyum
alaşımlarında sadece gerilme giderme değil aynı
zamanda kaynak bölgesinin sünekliğinin ve
tokluğunun arttırılması amacıyla da uygulanabilir.
Beta titanyum alaşımlarında kaynak sonrası ısıl işlemle
alfa çökelmesi (yaşlandırma) sonucu dayanım artışını
sağlar.
Martenzitin temperlenme sıcaklıkları 540ºC de başlar. KAYNAK ÖZELLİKLERİ
Ticari saf alfa ve alfa bulunduran alaşımlar ısıl işlemlerle
çok belirgin özellik değişimlerine neden olmazlar böylece
kaynaklanabilme kabiliyeti ön tavlama ve son tavlama
işlemlerinden genel olarak etkilenmez.
Fakat beta ve beta zengini alaşımların kaynaklanmasında,
istenilen özelliklerin kaynakta, ITAB ve esas metalde
sağlanabilmesi için ısıl işlemler gerekebilir.
TİTANYUM ALAŞIMI KAYNAKLARINDA HATALAR,
Titanyum alaşımları kaynakla birleştirilirken görülebilecek
bazı hatalar; arayer atomlarından kaynaklanan
gevrekleşme, hidrojen gevrekleşmesi ve gözenektir. Bu
hatalar doğru alaşım seçimi ve doğru kaynak yöntemi
seçimi ile önlenebilir. Bu hataların nasıl oluştuğunu bilmek
bu prosedürleri uygulamada ve hata oranını en aza
indirmede çok etkili olacaktır. KİRLENME ÇATLAMASI
Titanyum havayla temas ettiğinde nemden veya
hidrokarbonlardan 500ºC nin üstünde, oksijeni, azotu,
karbonu ve hidrojeni almaya hazır hale gelir. Bu küçük
arayer atomları kristal kafes içine mono atomik formda
girer ve sıkı düzen hekzagonal yapılı titanyum kafesinde
köşelere yerleşir. Bu durum plastik deformasyonu önler ve
dayanımı güçlendirir ancak sünekliğin kaybedilmesine
neden olur. Bu elementlerin çok yüksek miktarı, kaynak
sırasında oluşan gerilme sonucu çatlak oluşmasına neden
olur. Kaynak metalinde 3000 ppm seviyelerindeki oksijen
seviyesi kaynakta veya ısıl etkilenmiş bölgede çatlamalara
neden olur.
Alfa titanyum sıkı düzen hekzogonal kristal yapısının
arayer atomları ile kafesin çarpıtılmasından dolayı çatlak
oluşumuna da müsaittir.
Kayma düzlemleri dislokasyonların plastik şekil
değiştirebilmek için hareket ettiği kristallografik
düzlemlerdir bunun sonucu olarak kayma düzlemlerinin
sayısının azalması sünekliğin azalmasına neden olur. Kirlenme çatlaması erimiş kaynak havuzunu ve ITAB’ı
arayer atomu içeren bileşiklerden koruyarak önlenebilir. Bu
şu şekilde sağlanır;
Birleşim noktasındaki yüzey filmi paslanmaz çelik tel bir
fırçayla ya da alüminyum oksit yada silisyumkarbür bileme
taşı ile (daha önce başka metallerde kullanılmamış olan
tavsiye edilir) çıkarılabilir (oksijen kapma önlemesi).
Kaynak esnasında bir asal gaz kalkanı uygulama ve bu
kalkanı kaynak ve çevredeki metaller 260ºC nin altına
düşene kadar tutmak ve oksijen miktarını 60 ppm’e kadar
düşürmek gerekir.
Titanyum oksitlendiğinde alaşım miktarına ve oksidasyon
derecesine göre farklı renkler gösterir. Bu renkler gümüşten
(ılımlı oksidasyon) sarıya, maviye ve beyaza (önemli
oksidasyon) kadar değişebilir. Beyaz oksidin varlığı kabul
edilemeyecek bir miktarın mevcut olduğunu gösterir. Mavi
oksidin varlığı kaynağın bir miktar kirlendiğini belirtir
fakat onun olmayışı da kaynağın kirli olmadığı göstermez.
Çünkü mavi oksit tel fırçalama ile giderilebilir.
Yayınlanma Tarihi : 27.01.2014
