Soldadura a laser de tubos de titânio: Aumentar a eficiência e a precisão

No processo de soldadura de tubos de liga de titânio na fábrica, a profundidade da soldadura é determinada pela espessura do tubo de titânio.

Por conseguinte, o objetivo da produção é melhorar a formabilidade, reduzindo a largura da soldadura e atingindo simultaneamente velocidades mais elevadas. Ao selecionar o laser mais adequado, não se pode considerar apenas a qualidade do feixe, mas também a precisão da máquina de laminagem de tubos.

Além disso, antes das imprecisões dimensionais do máquina laminadora é necessário, em primeiro lugar, ter em conta as limitações encontradas ao reduzir o tamanho do ponto do feixe.

Existem muitas questões únicas relacionadas com a dimensão da soldadura de tubos de titânio, mas o principal fator que afecta a processo de soldadura é a costura da caixa de soldadura.

Quando a chapa de titânio está pronta para ser soldada após a conformação, as características da cordão de soldadura incluem: folgas entre placas de titânio, desalinhamento grave ou ligeiro da soldadura e alterações na linha central da costura. A folga determina a quantidade de material necessária para formar a poça de fusão.

Uma pressão excessiva pode levar a um excesso de material na parte superior ou no diâmetro interno do liga de titânio tubo soldado. Por outro lado, o desalinhamento grave ou ligeiro da soldadura pode resultar em soldadura deficiente aparência.

Em ambos os cenários, a placa de titânio é cortada e limpa, enrolada e depois levada para o ponto de soldadura. Além disso, é utilizado um líquido de arrefecimento para arrefecer a bobina de indução utilizada durante o processo de aquecimento.

Finalmente, será utilizado algum líquido de arrefecimento no processo de extrusão. Aqui, é aplicada uma grande força no rolo de extrusão para evitar a porosidade na área de soldadura; no entanto, a utilização de uma maior força de extrusão pode levar a um aumento das rebarbas (ou cordões de soldadura). Por conseguinte, são utilizadas ferramentas especialmente concebidas para remover rebarbas do interior e do exterior do tubo.

Uma das principais vantagens do processo de soldadura por alta frequência é a sua capacidade de processar tubos de titânio a altas velocidades. No entanto, uma situação típica na maioria dos forjamentos em fase sólida é que os pontos de soldadura da soldadura de alta frequência não são facilmente testados de forma fiável utilizando técnicas convencionais não destrutivas.

Fissuras de soldadura podem aparecer nas áreas finas e planas das juntas de baixa resistência, que os métodos tradicionais não conseguem detetar, comprometendo potencialmente a fiabilidade em algumas aplicações automóveis de elevada exigência.

Tradicionalmente, os fabricantes de tubos de titânio optam por tubos de gás Soldadura por arco de tungsténio (GTAW) para completar o processo de soldadura. O GTAW gera uma soldadura eléctrica arco entre dois eléctrodos de tungsténio não consumíveis.

Simultaneamente, uma solução inerte gás de proteção é introduzido a partir da tocha para proteger os eléctrodos, criar um fluxo de plasma ionizado e proteger a poça de fusão.

Este é um processo estabelecido e bem compreendido que fornece consistentemente resultados de soldadura de alta qualidade. Por conseguinte, o sucesso do processo de soldadura de tubos de liga de titânio depende da integração de todas as técnicas individuais, sendo necessário tratá-lo como um sistema abrangente.

Em tubo totalmente em titânio aplicações de soldaduraQuando o tubo de titânio é fundido, os bordos da folha de titânio são fundidos e, ao apertar os bordos do tubo de titânio com um suporte de fixação, ocorre a solidificação. No entanto, soldadura a laser é caracterizado pela sua densidade de feixe de alta energia.

O raio laser não só derrete a superfície do material, como também cria um buraco de fechadura, resultando num perfil de soldadura estreito. Para soldar tubos de liga de titânio, uma folha plana de titânio é primeiro formada e subsequentemente moldada num tubo cilíndrico.

Uma vez formado, as costuras do tubo de liga de titânio devem ser soldadas. Esta costura influencia significativamente a conformabilidade da peça. Por conseguinte, a escolha do técnica de soldadura é crucial para obter um perfil de soldadura que possa cumprir os rigorosos requisitos de ensaio da indústria transformadora.

Sem dúvida, a soldadura por arco de tungsténio gasoso (GTAW), a soldadura de alta frequência (HF) e a soldadura por laser encontraram as suas aplicações no fabrico de tubos de liga de titânio.