بهترین روشهای جوشکاری برای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم، جوشکاری محافظ گاز بیاثر با الکترود تنگستن و جوش محافظ گاز بیاثر الکترود مذاب است که در مجموع به آن جوشکاری قوس آرگون میگویند. مواد اصلی جوشکاری مورد استفاده عبارتند از سیم جوش تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم، گاز آرگون و الکترودهای تنگستن.
1. سیم جوش تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم برای مهندسی دریایی
ترکیب سیمهای جوشکاری آرگون تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم باید مانند فلز پایه باشد، یعنی سیم پرکننده عموماً باید از مواد همگن ساخته شود. به منظور بهبود انعطاف پذیری اتصال می توان از سیم جوش با درجه آلیاژی کمتر از فلز پایه استفاده کرد. برای مثال می توان از سیم جوش TAI در هنگام جوشکاری TA2 استفاده کرد. محتوای ناخالصی سیم جوش باید بسیار کمتر از فلز پایه باشد. سیم جوش تیتانیوم در حالت آنیل خلاء عرضه می شود و سطح آن نباید دارای عیوبی مانند پوست سوخته، ترک، اکسیداسیون، اجزاء فلزی یا غیرفلزی و غیره باشد.
2. گاز محافظ آرگون و الزامات فنی
هنگام جوشکاری آلیاژ تیتانیوم، حفاظت از گاز بی اثر مورد نیاز است و می توان از گازهای آرگون، آمونیاک یا مخلوط آرگون-آمونیاک به عنوان گاز محافظ استفاده کرد. کشور ما معمولاً فقط از گاز آرگون به عنوان گاز محافظ استفاده می کند، به همین دلیل به آن جوشکاری آرگون می گویند.
گاز آرگون برای جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم گاز آرگون درجه یک است. الزامات فنی گاز آرگون برای جوشکاری مطابق با استانداردهای ملی GB/T4842-2006 و GB/T10624-1995 است. الزامات فنی اصلی برای آرگون عبارتند از: خلوص، آرگون 99.99٪. مرطوب<0.002mg/L; relative humidity not greater than 5%; the residual pressure value retained in the argon cylinder should not be less than 0.2MPa.
اگر خلوص گاز آرگون فاقد شرایط باشد، به این معنی است که ناخالصی های زیادی مانند اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن وجود دارد. اکسیژن و نیتروژن در حوضچه جوش ذوب می شود و فلز جوش را شکننده می کند. هیدروژن بیش از حد باعث ایجاد عیوب تخلخل جوش می شود و سایر ناخالصی ها طول شکست قوس جوش را کاهش می دهند.
خلوص زنون را می توان به راحتی با مشاهده رنگ سطح جوش تشخیص داد. روش خاص این است که ابتدا از یک الکترود تنگستن برای مشتعل کردن قوس روی صفحه تیتانیوم و ثابت نگه داشتن آن استفاده کنید. هنگامی که یک منطقه ذوب روی صفحه تیتانیوم تشکیل شد، بلافاصله قوس را خاموش کنید. (گاز آرگون در این زمان هنوز در جریان است) مشاهده کنید. اگر محل اتصال لحیم نقاط سفید روشن نشان دهد، به این معنی است که خلوص گاز آرگون بالا است. همچنین می توانید رنگ سیم تنگستن گرم شده را برای قضاوت در مورد میزان گاز آرگون مشاهده کنید. اگر سیم تنگستن گرم شده پس از گرم شدن، تحت حفاظت گاز آرگون، رنگ اکسید شده ای نشان دهد، یعنی سفید نقره ای نباشد، این نشان می دهد که گاز موجود در این بطری به اندازه کافی خالص نیست.
