Gittertypen, smeltepunktet, termisk ledningsevne, lineær ekspansionskoefficient og kemisk sammensætning af kobber- og titaniumplader er meget forskellige, så det er meget vanskeligt at svejse.
1. Svejsninger er tilbøjelige til porer
(1) Kobber og titanium har stærke brintabsorptionsevner ved høje temperaturer, og brint er mere opløseligt i flydende kobber og titanium.
(2) Gas genereres i den højtemperaturmetallurgiske reaktionssmeltede pool.
(3) Ilt- og nitrogengassen omkring svejseområdet nedsænkes i smeltebassinet. Under krystallisationsprocessen af den smeltede pool kan al gassen ikke undslippe fra overfladen af den smeltede pool og forbliver i svejsningen for at danne porer.
2. Svejste samlinger er tilbøjelige til revner
Når kobber og titanium svejses, kan der dannes eutektikum og hydrid på metalsiderne af de to basismaterialer, hvilket let kan forårsage revner under påvirkning af svejsespænding.
(1) Kobber og vismut danner et (Cu+Bi) eutektikum med et eutektisk punkt på 270 grader.
(2) Kobber og aluminium danner et (Cu+Pb) eutektikum med et eutektisk punkt på 326 grader.
(3) Kobber og jernsulfid danner et eutektikum (Cu+Cu2O) med et eutektisk punkt på 1067 grader.
(4) Flagelignende hydrid TiH2 dannes på metalsiden af titaniumbasismaterialet, hvilket forårsager brintskørhed.
(5) De lineære ekspansionskoefficienter for kobber og titanium er mere end 1 gange forskellige, hvilket vil give større spænding under svejsning.
3. De mekaniske egenskaber af svejsede samlinger er lave
(1) Oxidfilmen kan svække den intergranulære binding mellem kobber og titanium. Når f.eks. iltindholdet i svejsningen når 0.38 %, falder samlingens bøjningsvinkel fra 180 grader til 120 grader .
(2) En stor mængde eutektikum og hydrider reducerer plasticiteten og sejheden af svejsede samlinger betydeligt.
(3) Den gensidige opløselighed af kobber og titanium er meget lille, og intermetalliske forbindelser dannes let ved høje temperaturer. Såsom Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 og TiCu4, som øger skørheden, reducerer plasticiteten og reducerer korrosionsbestandigheden af svejsemetallet betydeligt.
Fremragende svejsesamlinger kan opnås ved vakuumdiffusionssvejsning, argonbuesvejsning, plasmabuesvejsning, lodning og elektronstrålesvejsning mellem kobber og titanium eller titanlegeringer.
For eksempel: der anvendes vakuumdiffusionssvejsning. Kendetegnene ved vakuumdiffusionssvejsning er, at samlingerne ikke oxiderer, svejsesømmene har et smukt udseende, og produktkvaliteten er god. Hovedoperationsprocessen er: før svejsning renses kobberbasismetallet (såsom T2) med trichlorethylen for at fjerne oliepletter og andre urenheder. Derefter ætses det i 10% svovlsyreopløsning i 1 minut, vaskes med destilleret vand og udglødes. Udglødningstemperaturen er 820 ~ 830 grader, og udglødningstiden er 10 minutter.
Efter at have renset titanium-basismetallet (TA2) med trichlorethylen, skal du bruge en vibrationsmetode til at ætse det i 4 minutter i en 2% volumen fraktion af HF og en 50% volumen fraktion af HNO3 vandig opløsning for at fjerne oxidfilmen, og derefter rense den med vand og alkohol.
(4) Saml de to rensede uædle metaller i henhold til proceskravene, og sæt dem derefter i en vakuumovn til svejsning. Svejseparametrene er: svejsetemperaturen er 810 grader ±10 grader, trykket er 5~10MPa, tiden er 10min, og vakuumgraden er 1,3332×10-8~1,3332×10-9MPa. Et mellemliggende diffusionslag kan tilføjes mellem de to uædle metaller. Normalt er diffusionslagmaterialet niobiummetal, eller der kræves ikke noget mellemliggende diffusionslag. Rengør forsigtigt fugeoverfladen efter svejsning.
Hvis argonbuesvejsning bruges til at svejse kobber og titanium, kan valg af cerium wolframelektroder forbedre svejsekvaliteten og gavne menneskers sundhed. Ved f.eks. svejsning af kobberlegering (QCr0.5) og titanlegering (TC2), kan niob bruges som overgangslagsmateriale, og argonrenheden er 99,8 % for at opnå samlinger af høj kvalitet.
