Plaque résistante à l'usure et soudage de métaux différents en alliage de titane
Le soudage de métaux différents est utilisé dans de nombreux domaines industriels en raison de ses diverses propriétés et joue un rôle de plus en plus important dans la fabrication de pointe. Si le titane est soudé avec une plaque résistante à l'usure, la structure de la plaque résistante à l'usure en titane Ti peut combiner la bonne soudabilité, la résistance à l'usure et le faible coût de la plaque résistante à l'usure avec la faible densité et la bonne résistance à la corrosion de l'alliage de titane, et faire jouer pleinement les avantages complémentaires des deux matériaux en termes de performance et d'économie. Par conséquent, les plaques résistantes à l’usure et le soudage dissemblable en alliage de titane sont largement utilisés dans les industries chimique, aéronautique et nucléaire. Cependant, en raison des différences dans les propriétés physiques et chimiques des plaques résistantes à l'usure et de l'alliage de titane, un grand nombre de composés intermétalliques cassants se forment facilement à l'interface de soudage et des résultats de soudage de haute qualité ne peuvent pas être obtenus. Par conséquent, le procédé de soudage par fusion traditionnel ne convient pas au soudage différent de plaques résistantes à l’usure et d’alliages de titane.
Bien que le soudage par explosion ait été utilisé avec succès dans les plaques composites en acier au titane, il ne convient qu'à certaines formes de pièces et est difficile à utiliser à grande échelle. À l'heure actuelle, les principales méthodes de soudage pour les alliages de titane et les métaux différents en plaques résistantes à l'usure sont le soudage par diffusion, le soudage par faisceau d'électrons et le soudage au laser. Le soudage au laser et le soudage par faisceau d'électrons présentent les avantages d'un chauffage et d'un refroidissement rapides, d'un rapport profondeur/largeur de soudure élevé et ont un bon effet sur la formation de composés fragiles lors du soudage de métaux différents. Le soudage par diffusion est un processus de collage quasi net en raison de son faible gradient de température, qui permet d'obtenir une structure mieux uniforme.
Tout d’abord, le soudage par diffusion
Le soudage par diffusion fait référence à une méthode de soudage dans laquelle deux surfaces sont reliées par fluage et diffusion de la surface de contact pour fermer les pores de la surface du joint à haute température et sous une certaine pression. Le soudage par diffusion directe de plaques résistantes à l'usure et d'alliages de titane peut obtenir une qualité de soudage supérieure, principalement grâce à une adaptation raisonnable de la température et du temps. La température optimale est généralement de 900 degrés ± 50 degrés et le temps est de 30 à 60 minutes, pour garantir que les pores de l'interface sont fermés et que l'épaisseur du composé Fe-Ti est petite ; La pression est d'environ 5MPa, une pression trop élevée augmentera la contrainte résiduelle du joint. Phase σ, Fe2Ti, FeTi est un composé facilement formé lorsque des plaques résistantes à l'usure et des alliages de titane sont diffusés et soudés. Le contact direct entre les éléments Fe et Ti peut être évité en ajoutant une couche intermédiaire telle que Ni et Cu, et la phase composée Fe-Ti peut être réduite ou inhibée en formant une phase Ni-Ti et Cu-Ti moins cassante, ce qui peut améliorer la dans une certaine mesure, la force conjointe. L'Ag comme couche intermédiaire peut obtenir le joint ductile, mais le coût est plus élevé.
Deuxièmement, le soudage par faisceau d'électrons
Le principe du soudage par faisceau d'électrons est d'utiliser l'énergie thermique générée par le bombardement d'un faisceau d'électrons accéléré et focalisé sur une construction soudée placée sous vide ou non. Il présente les caractéristiques d'une densité d'énergie élevée, d'un taux de refroidissement rapide et d'une bonne contrôlabilité, et peut contrôler la taille du bain fondu et le rapport de fusion de deux métaux. Il s’agit d’une méthode de soudage de matériaux différents présentant des avantages uniques. Cependant, si des plaques résistantes à l'usure et des alliages de titane sont soudés directement par soudage par faisceau d'électrons, un grand nombre de composés Fe-Ti sont générés dans la zone de soudage et les joints ne peuvent pas être intacts. Il est nécessaire d'utiliser une couche intermédiaire composite Cu et CU-V pour inhiber efficacement la génération de phase fragile et pour améliorer la résistance et la ténacité des joints soudés en formant des solutions solides. Sur cette base, la densité de puissance, le courant du faisceau et la vitesse de soudage sont ajustés pour contrôler l'apport de chaleur, et le décalage est modifié pour obtenir la répartition de chaleur appropriée et améliorer encore la qualité du soudage.
Troisièmement, le soudage au laser
Le soudage au laser consiste à utiliser un rayonnement laser de haute intensité sur la surface métallique, grâce à l'interaction du laser et du métal, faisant fondre le métal, formant ainsi un soudage. Pour le soudage de métaux différents de plaques résistantes à l'usure et d'alliages de titane, le soudage au laser a un taux de chauffage et de refroidissement plus élevé que le soudage par faisceau d'électrons, et des joints soudés directs avec une certaine résistance peuvent être obtenus en utilisant le faisceau polarisé, mais la résistance est faible et la fluctuation de masse est importante. Des résultats de soudage similaires à ceux du soudage par faisceau électronique peuvent être obtenus en utilisant du Cu comme couche intermédiaire.
