เทคโนโลยีการเชื่อมไทเทเนียมและทองแดง

ไทเทเนียมซึ่งเป็นโลหะแอคทีฟจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้ง่ายจนเกิดเป็นไทเทเนียมออกไซด์ ในขณะที่ทองแดงขึ้นชื่อในเรื่องการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม ตลอดจนคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการเชื่อมไทเทเนียมและทองแดงจึงถือเป็นความท้าทายที่สำคัญในสาขาวัสดุศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ความท้าทายนี้จะถูกเอาชนะโดยการเลือกวัสดุการเชื่อมที่เหมาะสม เช่น ลวดทองแดง-ไทเทเนียม และอิเล็กโทรดไทเทเนียม-ทองแดง รวมถึงการควบคุมกระบวนการเชื่อมที่แม่นยำ
ความท้าทายและแนวทางแก้ไขในการเชื่อม
ความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีระหว่างไทเทเนียมและทองแดงทำให้การเชื่อมมีความท้าทาย การดูดซับไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูง การก่อตัวของโคคริสตัลและไฮไดรด์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นที่แตกต่างกัน และผลกระทบของฟิล์มออกไซด์ ล้วนเป็นปัญหาที่ต้องแก้ไขในระหว่างกระบวนการเชื่อม
เพื่อแก้ปัญหาความท้าทายเหล่านี้ การเลือกวัสดุการเชื่อมที่เหมาะสมและชั้นแยกขั้นกลาง เช่น Mo (โมลิบดีนัม), Nb (ไนโอเบียม), Ta (แทนทาลัม) และองค์ประกอบอื่นๆ สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส + ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงประสิทธิภาพของ ข้อต่อเชื่อม นอกจากนี้ คุณภาพของรอยเชื่อมยังสามารถปรับให้เหมาะสมได้อีกโดยการควบคุมพารามิเตอร์การเชื่อมอย่างแม่นยำ เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความเร็วในการเชื่อม
วิธีการและเทคโนโลยีการเชื่อม
สำหรับการเชื่อมไทเทเนียมและทองแดง วิธีการที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมฟิวชัน การเชื่อมแบบแพร่ การเชื่อมด้วยการระเบิด และการบัดกรีแข็ง ในหมู่พวกเขา การเชื่อมอาร์กอนอาร์กอนทังสเตนได้กลายเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมหลักเนื่องจากความสามารถในการควบคุมและการบังคับใช้ เมื่อใช้การเชื่อมอาร์กอาร์กอนทังสเตน สิ่งสำคัญคือการหลีกเลี่ยงการก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่ดีเยี่ยม
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ สามารถรับโลหะผสมไทเทเนียมเฟสเดียวที่มีการจัดเรียงคล้ายกับทองแดงได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบเฉพาะ เช่น Mo, Nb และ Ta ลงในชั้นแยกระดับกลางของโลหะผสมไทเทเนียม การบำบัดนี้จะช่วยลดระดับของปฏิกิริยาระหว่างกระบวนการเชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม

คุณสมบัติของรอยเชื่อม
ข้อต่อเชื่อมไทเทเนียมและทองแดงที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีสามารถหาได้จากเทคนิคการเชื่อมที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น ความต้านทานแรงดึงของรอยเชื่อมของโลหะผสมโครเมียมบรอนซ์และ + ไทเทเนียมสามารถเข้าถึง 304 ~ 319MPa ที่อุณหภูมิห้อง และ 88 ~ 102MPa ที่ 400 องศา และมุมการดัดเย็นของข้อต่อสามารถเข้าถึง 150 ~ 180 องศา คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ทำให้ข้อต่อไทเทเนียมและทองแดงในการบินและอวกาศ การผลิตยานยนต์ และสาขาอื่นๆ มีการใช้งานที่หลากหลาย
กล่าวโดยสรุป เทคโนโลยีการเชื่อมของไทเทเนียมและทองแดงเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้เกิดการผสมผสานที่ลงตัวของโลหะทั้งสองที่มีความแตกต่างกันนี้ ด้วยความเข้าใจเชิงลึกและการควบคุมกระบวนการเชื่อมที่แม่นยำ เราสามารถเอาชนะความท้าทายในการเชื่อมและให้ความเป็นไปได้มากขึ้นสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีนี้ก็เปิดเส้นทางใหม่สำหรับการวิจัยในด้านวัสดุศาสตร์