Analyse des principaux facteurs affectant la qualité du soudage

À température ambiante, les alliages de titane présentent des performances relativement stables. Cependant, à haute température, notamment lors du soudage, ils réagissent rapidement avec l'oxygène, l'hydrogène et l'azote. Les données montrent que les alliages de titane commencent à absorber rapidement l'hydrogène au-dessus de 300 °C, l'oxygène au-dessus de 600 °C et l'azote au-dessus de 700 °C. Parmi ces réactions, l'oxydation à l'air est la plus sensible.

Les résultats expérimentaux indiquent que, lors du soudage, si des gaz nocifs tels que l'oxygène et l'azote contaminent le bain de fusion, la plasticité, la ténacité et la couleur de surface de la zone soudée s'en trouvent significativement altérées. De plus, les propriétés mécaniques se détériorent considérablement et le risque de surchauffe augmente. Des essais de flexion ont montré que les soudures insuffisamment protégées peuvent se rompre facilement et que le métal de base, à environ 10 mm de la soudure, peut également présenter des fissures importantes.

Par conséquent, lors du soudage des alliages de titane, une protection gazeuse complète et fiable doit être appliquée au bain de fusion, aux gouttelettes et aux zones à haute température, tant à l'avant qu'à l'arrière de la soudure. Cette protection gazeuse a pour but, premièrement, d'empêcher la pénétration de gaz nocifs dans le bain de fusion ; deuxièmement, de limiter l'accumulation excessive de chaleur dans la zone soudée. Sans protection efficace, la qualité du soudage se détériore inévitablement et, dans les cas les plus graves, la pièce peut devenir inutilisable.

Les défauts de soudage des alliages de titane, tels que la porosité et la fissuration, sont relativement fréquents. Ces défauts sont principalement dus à l'influence des gaz et des impuretés comme l'hydrogène, le fer et le carbone. Des études montrent que la solubilité et la diffusion de ces éléments pendant le soudage dépendent de la température.

Les principales sources de ces impuretés sont l'air humide, une pureté insuffisante du gaz de protection et la contamination de la pièce et du fil d'apport par de l'humidité ou de l'huile. La porosité est principalement causée par la contamination par l'huile et les impuretés du gaz de protection, tandis que les fissures sont principalement liées à l'humidité et à la contamination par l'huile.

La formation de défauts de soudage compromet non seulement l'étanchéité, mais réduit aussi considérablement la résistance, la ténacité et la résistance à la fatigue de l'assemblage, affectant ainsi gravement la qualité globale du produit. Par conséquent, un contrôle rigoureux des conditions de soudage et de la propreté est essentiel pour garantir l'intégrité de la soudure.