1. Material de soldadura fuerte
(1) El titanio y sus aleaciones base rara vez se sueldan con soldadura blanda. Los metales de aporte utilizados para la soldadura fuerte incluyen principalmente a base de plata, aluminio, titanio o titanio-circonio.
La soldadura a base de plata se utiliza principalmente para componentes con temperaturas de trabajo inferiores a 540 °C. Las uniones con soldadura de plata pura presentan baja resistencia, son propensas a las grietas y presentan baja resistencia a la corrosión y a la oxidación. La temperatura de soldadura fuerte de la soldadura de Ag Cu es inferior a la de la plata, pero su humectabilidad disminuye con el aumento del contenido de Cu. La soldadura de Ag Cu con un contenido reducido de Li puede mejorar la humectabilidad y el grado de aleación entre la soldadura y el metal base. La soldadura de AG Li se caracteriza por su bajo punto de fusión y alta reducibilidad. Es adecuada para la soldadura fuerte de titanio y aleaciones de titanio en atmósfera protectora. Sin embargo, la soldadura fuerte al vacío contamina el horno debido a la evaporación de Li. El metal de aporte de Ag-5al- (0,5 ~ 1,0) Mn es el preferido para componentes de aleación de titanio de paredes delgadas. La unión soldada presenta buena resistencia a la oxidación y a la corrosión. La resistencia al corte de las uniones de titanio y aleaciones de titanio soldadas con metal de aporte a base de plata se muestra en la Tabla 12.
Tabla 12 Parámetros del proceso de soldadura fuerte y resistencia de la unión de titanio y aleaciones de titanio
La baja temperatura de soldadura fuerte de la soldadura a base de aluminio evita la formación de la fase β en las aleaciones de titanio. La transformación de fase reduce los requisitos para la selección de materiales y estructuras de fijación. La interacción entre el metal de aporte y el metal base es baja, y la disolución y la difusión no son evidentes. Sin embargo, la plasticidad del metal de aporte es buena y facilita la unión de ambos, lo que la hace ideal para la soldadura fuerte de radiadores de aleaciones de titanio, estructuras de panal y estructuras laminadas.
Los fundentes a base de titanio o titanio-circonio generalmente contienen Cu, Ni y otros elementos que pueden difundirse rápidamente en la matriz y reaccionar con el titanio durante la soldadura, provocando corrosión de la matriz y la formación de una capa frágil. Por lo tanto, la temperatura y el tiempo de mantenimiento de la soldadura deben controlarse estrictamente durante la misma y, en la medida de lo posible, evitar su uso en la soldadura de estructuras de paredes delgadas. B-ti48zr48be es una soldadura típica de Ti-Zr. Presenta buena humectabilidad al titanio y el metal base no tiende a crecer durante la soldadura.
(2) Metales de relleno para soldadura fuerte de circonio y aleaciones base La soldadura fuerte de circonio y aleaciones base incluye principalmente b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, etc., que se utilizan ampliamente en la soldadura fuerte de tuberías de aleación de circonio de reactores de energía nuclear.
(3) El fundente para soldadura fuerte y la atmósfera protectora de titanio, circonio y aleaciones base permiten obtener resultados satisfactorios en vacío y atmósfera inerte (helio y argón). Para la soldadura fuerte con protección de argón, se debe utilizar argón de alta pureza, y el punto de rocío debe ser de -54 °C o inferior. Para la soldadura fuerte a la llama, se debe utilizar un fundente especial que contenga fluoruro y cloruro de metales como Na, K y Li.
2. Tecnología de soldadura fuerte
Antes de soldar, la superficie debe limpiarse a fondo, desengrasarse y eliminarse la película de óxido. La película de óxido gruesa se eliminará mediante métodos mecánicos, arenado o baño de sales fundidas. La película de óxido fina puede eliminarse en una solución que contenga entre un 20 % y un 40 % de ácido nítrico y un 2 % de ácido fluorhídrico.
El Ti, el Zr y sus aleaciones no deben entrar en contacto con el aire en la superficie de la unión durante el calentamiento por soldadura fuerte. La soldadura fuerte puede realizarse al vacío o con gas inerte. Se puede utilizar calentamiento por inducción de alta frecuencia o con protección. El calentamiento por inducción es el mejor método para piezas simétricas pequeñas, mientras que la soldadura fuerte en horno es más ventajosa para componentes grandes y complejos.
Se seleccionarán materiales como NiCr, W, Mo, Ta y otros como elementos calefactores para la soldadura fuerte de Ti, Zr y sus aleaciones. No se utilizarán equipos con grafito expuesto como elementos calefactores para evitar la contaminación por carbono. El dispositivo de soldadura fuerte deberá estar fabricado con materiales con buena resistencia a altas temperaturas, un coeficiente de expansión térmica similar al del Ti o Zr y baja reactividad con el metal base.
Hora de publicación: 13 de junio de 2022