im Norden
Titanwerkstoffe
Unlegiertes Titan wird eingesetzt, wenn die Korrosionsbeständigkeit wichtiger ist als die Festigkeit .
Niedriglegier- tes Titan mit Palladium (Pd) verbessert die gute Korrosionsbeständigkeit noch weiter.
Hochlegiertes Titan wird wegen der hohen Festigkeit eingesetzt.
Es gibt darüber hinaus Legierungen, die bei hohen Temperaturen kriechfest sind.
Werkstoffverhalten
Titan bildet bei Raumtemperatur, ähnlich wie nichtrostende Stähle, eine schützende Passivschicht durch den Kontakt mit Luftsauerstoff, was zu einer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit führt. Bei Temperaturen über 400 °C reagiert Titan jedoch stark mit Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, was zu Versprödung und Verlust der plastischen Verformbarkeit führt. Anlauffarben durch Sauerstoff können die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen. Für verschiedene Anwendungen existieren Musterbilder zur Kontrolle dieser Anlauffarben.
Schutzgasschweißen
Das Wärmeeinbringen sollte begrenzt werden, da die Bildung eines grobkörnigen Schweißnahtgefüges mit einem Verlust an Zähigkeit einhergeht. In der Praxis kommen WIG- und Plasmaschweißen zum Einsatz. WIG-Schweißen eignet sich sowohl für manuelles als auch mechanisches Schweißen, während Plasmaschweißen Vorteile im vollmechanischen Bereich bietet. Für das MIG-Schweißen gibt es aufgrund der spezifischen Bauteile keine Anwendungen. Eine der größten Herausforderungen beim Schweißen besteht darin, die Aufnahme von Gasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen zu vermeiden, da dies zu Versprödung führen kann.
Die zu schweißenden Teile müssen absolut sauber sein; alle Oberflächenverschmutzungen wie Fett sind zu entfernen. Dies gilt auch für den Zusatzwerkstoff, der nur mit sauberen Lederhandschuhen berührt werden darf. In einigen Anwendungen werden nach der mechanischen Bearbeitung die Schweißkanten entgratet und anschließend bei Temperaturen bis etwa 60 °C gebeizt. Danach erfolgt eine gründliche Spülung und Trocknung. Direkt vor dem Schweißprozess ist eine Reinigung mit Aceton erforderlich.
Es ist wichtig zu beachten, dass chlorionenhaltige Lösungsmittel wie Trichloräthylen nicht verwendet werden dürfen. Während des Schweißens müssen alle erwärmten Bereiche bis unter 300 °C durch einen gut ausgebildeten Schutzgasschleier geschützt werden. Vor dem Schweißen der nächsten Lage sollten eventuell vorhandene gelbliche Anlauffarben unbedingt entfernt werden, beispielsweise mit nichtrostenden Drahtbürsten.
WIG-Schweißen
Geschweißt wird, wie bei den Stählen, mit Gleichstrom und negativ gepolten Elektroden.
Zusatzwerkstoffe
Die Zusatzwerkstoffe sind gemäß der Norm EN ISO 24034 festgelegt. Für legierte Titanwerkstoffe wird ein höher legierter Zusatz verwendet, um die etwas geringere Korrosionsbeständigkeit der Gussstruktur des Schweißguts auszugleichen. Ein Beispiel hierfür ist der Massivstab ISO 24034 - S Ti 6402 (TiAl6V4B). In dieser Bezeichnung steht „Ti 6402“ für die numerische und „TiAl6V4B“ für die chemische Bezeichnung.
Schweißprozessgase
Für das Schweißen und Formieren kommt Argon (ISO 14175 I1-Ar) zum Einsatz, das eine höhere Reinheit aufweist als das für Stahl verwendete Argon. Die Linde-Bezeichnung für dieses Gas ist Argon 5.0, und seine Zusammensetzung beträgt 99,999 Vol.-% Ar.
Gasdüse
Schleppdüse
Das Schutzgas, das aus dem WIG-Brenner austritt, schützt sowohl das Schweißgut als auch einen kleinen Abschnitt der Wärmeeinflusszone (WEZ). Der geschweißte Bereich muss bis zu einer Abkühlung auf 300 °C durch eine Schleppdüse geschützt werden.
Wenn eine Vielzahl von geometrisch unterschiedlichen oder kompliziert geformten Teilen geschweißt werden soll, ist es ratsam, dies in einer Schutzkammer zu tun. Nach der Evakuierung sollte die Kammer stets unter leichtem Schutzgasdruck stehen, um das Eindringen von Luft zu verhindern.
Wurzelschutz
Schutzkammer
Für den Wurzelschutz (Formieren) der Nahtunterseite gelten dieselben Bedingungen wie beim Schweißen von nichtrostenden Stählen. Die Menge des Schutzgases sollte nicht zu hoch sein, um zu verhindern, dass durch die Injektorwirkung Luft angesogen wird. Die Spülzeit bei konstanter Schutzgasmenge wird durch Vorversuche bestimmt.