Po pierwsze, Ti-6Al-4V można z powodzeniem spawać metodami takimi jak GTAW (TIG), GMAW (MIG), spawanie łukiem plazmowym i spawanie wiązką elektronów (EBW).Największym wyzwaniem przy spawaniu tytanu jest jego wyjątkowo wysoka reaktywność chemiczna w podwyższonych temperaturach. Powyżej około 500 stopni tytan szybko absorbuje tlen, azot i wodór z powietrza, co prowadzi do kruchości, zwiększonej twardości oraz zmniejszonej ciągliwości i wytrzymałości. Dlatego jeziorko spawalnicze, strefa spawania o wysokiej temperaturze i tylna strona muszą być pokryte pełną osłoną gazu obojętnego (argonem lub helem). Dzięki odpowiedniemu ekranowaniu i czyszczeniu można uzyskać solidne i wolne od wad spoiny.
Następnie redukcja wytrzymałości po spawaniu.W stanie po spawaniu metal spoiny i strefa wpływu ciepła (SWC) ulegają zmianom mikrostrukturalnym: struktura alfa-beta podczas szybkiego chłodzenia przekształca się w gruboziarnisty martenzyt, co skutkuje wyższą twardością, ale niższą ciągliwością w porównaniu z metalem rodzimym.
W przypadku wyżarzonego materiału podstawowego granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie złącza spawanego wynoszą zwykle od 85% do 95% metalu nieszlachetnego.Innymi słowy, spadek wytrzymałości jest stosunkowo niewielki, zazwyczaj od 5% do 15%. Strefa spoiny wykazuje wyższą wytrzymałość, ale mniejsze wydłużenie; całe złącze może nadal spełniać większość wymagań konstrukcyjnych.
Jeśli materiał podstawowy jest poddany obróbce roztworem i postarzeniu (STA), efekt wzmocnienia w spoinie i SWC zanika podczas spawania, co prowadzi do bardziej oczywistego spadku wytrzymałości, zwykle o około 15% do 25%. Dlatego spawanie jest zwykle wykonywane na materiale wyżarzonym, a nie na materiale w pełni starzonym.
Jeśli chodzi o obróbkę cieplną po spawaniu (PWHT), zależy to od wymaganej wydajności i zastosowania:
Niekrytyczne elementy konstrukcyjne:W przypadku części, dla których dopuszczalna jest umiarkowana plastyczność i wytrzymałość, nie jest wymagana obróbka cieplna po spawaniu. Właściwości po spawaniu są często wystarczające.
Wyżarzanie odprężające:Zwykle przeprowadzane w temperaturze 530–590 stopni przez 1–2 godziny. Zmniejsza to szczątkowe naprężenia spawalnicze bez znacznego obniżenia wytrzymałości, poprawiając stabilność wymiarową i odporność na odkształcenia.
Pełne wyżarzanie:Wykonywany w temperaturze 700–800 stopni w celu przywrócenia ciągliwości i wytrzymałości poprzez przekształcenie martenzytu w bardziej miękką, bardziej stabilną strukturę alfa-beta. To nieznacznie zmniejsza wytrzymałość, ale znacznie poprawia wydłużenie i odporność na uderzenia.
Podsumowując,Stop tytanu klasy 5 ma dobrą spawalność w ścisłej osłonie gazu obojętnego. Spawanie wyżarzonego metalu nieszlachetnego powoduje niewielką redukcję wytrzymałości od 5% do 15%. Obróbka cieplna po spawaniu nie jest obowiązkowa, ale jest zalecana w celu odprężenia lub przywrócenia ciągliwości w zastosowaniach wymagających dużej niezawodności.
