آلیاژهای ساخته شده از تیتانیوم و عناصر فلزی مانند آهن، آلومینیوم، وانادیم و مولیبدن دارای خواص فیزیکی و مکانیکی عالی مانند استحکام بالا، مقاومت حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب هستند. آنها به طور گسترده در صنایع شیمیایی، مهندسی دریایی، حمل و نقل، درمان پزشکی، ساخت و ساز، هوافضا، صنایع نظامی و سایر زمینههای{1}فناوری پیشرفته استفاده میشوند. آنها مواد ساختاری سبک وزن بسیار مهمی هستند که هوافضا یک زمینه کاربردی مهم در پایین دست آنها است.
تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم فلزات فعالی هستند که به طور گسترده در صنایع هوافضا، پتروشیمی و انرژی اتمی استفاده می شوند. مشکلات اصلی در لحیم کاری تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم در جنبه های زیر نشان داده شده است:
① فیلم اکسید روی سطح پایدار است، تیتانیوم و آلیاژ آن میل ترکیبی بالایی با اکسیژن دارند و به راحتی می توان یک فیلم اکسیدی بسیار پایدار روی سطح تشکیل داد، به طوری که از خیس شدن و پخش شدن لحیم کاری جلوگیری می کند، بنابراین باید در حین لحیم کاری حذف شود.
② تیتانیوم و آلیاژهای آن تمایل زیادی به جذب هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن در هنگام گرم شدن دارند و هر چه دما بالاتر باشد، جذب جدی تر است، به طوری که انعطاف پذیری و چقرمگی فلز تیتانیوم به شدت کاهش می یابد، بنابراین لحیم کاری باید در خلاء یا اتمسفر بی اثر انجام شود.
③ تشکیل ترکیبات بین فلزی آسان است. تیتانیوم و آلیاژهای آن می توانند با اکثر مواد سوزنی واکنش دهند و ترکیبات شکننده ای ایجاد کنند و در نتیجه اتصالات شکننده ایجاد شود. بنابراین، فلزات پرکننده لحیم کاری که برای لحیم کاری مواد دیگر استفاده می شود، اساساً برای لحیم کاری فلزات فعال مناسب نیستند.
④ تغییر ساختار و عملکرد آسان است. تیتانیوم و آلیاژهای آن در هنگام گرم شدن دچار تغییر فاز و درشت شدن دانه می شوند. هر چه دما بالاتر باشد، درشت شدن آن جدی تر است. بنابراین، دمای لحیم کاری{3}}در دمای بالا نباید خیلی بالا باشد.
به طور خلاصه، هنگام لحیم کاری تیتانیوم و آلیاژهای آن، باید به دمای گرمایش لحیم کاری توجه شود. به طور کلی، دمای لحیم کاری نباید از 950 تا 1000 درجه تجاوز کند و هرچه دمای لحیم کاری کمتر باشد، تأثیر کمتری بر خواص فلز پایه دارد. برای آلیاژهای کوئنچ شده و قدیمی، لحیم کاری نیز می تواند بدون تجاوز از دمای پیری انجام شود.
به منظور جلوگیری از اکسیداسیون و واکنش های جذب اکسیژن و هیدروژن اتصالات لحیم کاری شده، لحیم کاری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در فضای خلاء و احساسی انجام می شود و به طور کلی از لحیم کاری شعله ای استفاده نمی شود. هنگام لحیم کاری در خلاء یا کلر، می توان از گرمایش با فرکانس بالا، گرمایش کوره و روش های دیگر استفاده کرد. سرعت گرمایش سریع است، زمان نگهداری کوتاه است، ترکیب در ناحیه رابط نازک است و عملکرد مشترک خوب است. بنابراین، دمای جوش سوزنی و زمان نگهداری باید کنترل شود تا لحیم کاری پر از شکاف باشد.
دلیل اینکه تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم به بهترین وجه در خلاء و آرگون لحیم کاری می شوند این است که اگرچه تیتانیوم میل ترکیبی زیادی برای اکسیژن در حین لحیم کاری خلاء دارد، تیتانیوم می تواند سطح صافی را تحت خلاء 13.3pa بدست آورد، زیرا لایه اکسید روی سطح می تواند به تیتانیوم حل شود.
لحیم کاری تحت حفاظت آرگون. هنگامی که محدوده دمای لحیم کاری 760 ~ 927 درجه باشد، برای جلوگیری از تغییر رنگ تیتانیوم، آرگون با خلوص{{3} بالا مورد نیاز است. عموماً آرگون مایع در ظروف نگهداری یخچال به دلیل خلوص بالا استفاده می شود.
هنگام لحیم کاری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم، ترکیبات شکننده اغلب در سطح مشترک یا در درز لحیم کاری تشکیل می شوند که عملکرد اتصال لحیم کاری شده را کاهش می دهد. بنابراین می توان از جوشکاری دیفیوژن برای بهبود عملکرد اتصالات لحیم کاری شده استفاده کرد. هنگام لحیم کاری، 50 را بین آلیاژهای تیتانیوم به ترتیب میکرومولار فویل مس ضخیم، فویل نیکل یا ورق نقره قرار دهید، بسته به واکنش تماس بین تیتانیوم و این فلزات، به ترتیب Cu Ti، Ni Ti و Ag Ti یوتکتیک را تشکیل دهید. سپس این ترکیبات بین فلزی شکننده پخش میشوند و اتصالی که توسط انتشار در دما و زمان معین لحیم میشود عملکرد بسیار خوبی دارد.
علاوه بر این، آلیاژ تیتانیوم فاز a+b را می توان در بازپخت، درمان محلول یا حالت پیری استفاده کرد. اگر بعد از لحیم کاری نیاز به بازپخت شدن باشد، سه گزینه وجود دارد: لحیم کاری در دمای آنیل یا کمتر از آن پس از آنیل. در دمایی بالاتر از دمای بازپخت لحیم کاری کنید، و فرآیند خنکسازی بخشبندی شده را در چرخه لحیمکاری اتخاذ کنید تا ساختار آنیلینگ به دست آید. در دمایی بالاتر از دمای بازپخت لحیم کاری کنید و سپس عملیات بازپخت را انجام دهید.
