Tipul rețelei, punctul de topire, conductibilitatea termică, coeficientul de dilatare liniară și compoziția chimică a plăcilor de cupru și titan sunt foarte diferite, deci este foarte dificil de sudat.
1. Sudurile sunt predispuse la pori
(1) Cuprul și titanul au capacități puternice de absorbție a hidrogenului la temperaturi ridicate, iar hidrogenul este mai solubil în cupru lichid și titan.
(2) Gazul este generat în bazinul topit cu reacție metalurgică la temperatură înaltă.
(3) Oxigenul și azotul gazos din jurul zonei de sudare sunt scufundate în bazinul topit. În timpul procesului de cristalizare a bazinului topit, tot gazul nu poate scăpa de pe suprafața bazinului topit și rămâne în sudură pentru a forma pori.
2. Îmbinările sudate sunt predispuse la fisuri
Atunci când cuprul și titanul sunt sudate, pe părțile metalice ale celor două materiale de bază se pot forma eutectic și hidrură, ceea ce poate provoca cu ușurință fisuri sub acțiunea tensiunii de sudare.
(1) Cuprul și bismutul formează un eutectic (Cu+Bi) cu un punct eutectic de 270 de grade.
(2) Cuprul și aluminiul formează un eutectic (Cu+Pb) cu un punct eutectic de 326 de grade.
(3) Cuprul și sulfura feroasă formează un eutectic (Cu+Cu2O) cu un punct eutectic de 1067 grade.
(4) Hidrura de tip fulgi TiH2 se formează pe partea metalică a materialului de bază de titan, cauzând fragilizarea hidrogenului.
(5) Coeficienții de dilatare liniară ai cuprului și titanului sunt de mai mult de 1 ori diferiți, ceea ce va produce o tensiune mai mare în timpul sudării.
3. Proprietățile mecanice ale îmbinărilor sudate sunt scăzute
(1) Filmul de oxid poate slăbi legătura intergranulară dintre cupru și titan. De exemplu, când conținutul de oxigen din sudură atinge 0,38%, unghiul de îndoire a îmbinării scade de la 180 de grade la 120 de grade .
(2) O cantitate mare de eutectic și hidruri reduc semnificativ plasticitatea și duritatea îmbinărilor sudate.
(3) Solubilitatea reciprocă a cuprului și a titanului este foarte mică, iar compușii intermetalici se formează cu ușurință la temperaturi ridicate. Cum ar fi Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 și TiCu4, care cresc fragilitatea, reduc plasticitatea și reduc semnificativ rezistența la coroziune a metalului sudat.
Îmbinări excelente de sudură pot fi obținute prin sudarea prin difuzie în vid, sudarea cu arc cu argon, sudarea cu arc cu plasmă, lipirea și sudarea cu fascicul de electroni între cupru și titan sau aliaje de titan.
De exemplu: se folosește sudarea prin difuzie în vid. Caracteristicile sudării prin difuzie în vid sunt că îmbinările nu se oxidează, cusăturile de sudură au un aspect frumos, iar calitatea produsului este bună. Procesul principal de operare este: înainte de sudare, metalul de bază de cupru (cum ar fi T2) este curățat cu tricloretilenă pentru a îndepărta petele de ulei și alte impurități. Apoi se gravează în soluție de acid sulfuric 10% timp de 1 minut, se spală cu apă distilată și apoi se recoacă. Temperatura de recoacere este de 820 ~ 830 de grade, iar timpul de recoacere este de 10 minute.
După curățarea metalului de bază de titan (TA2) cu tricloretilenă, utilizați o metodă de vibrație pentru a-l grava timp de 4 minute într-o fracțiune de volum de 2% de HF și o fracțiune de volum de 50% de soluție apoasă de HNO3 pentru a îndepărta pelicula de oxid și apoi curățați-o. cu apa si alcool.
(4) Asamblați cele două metale de bază curățate conform cerințelor procesului și apoi puneți-le într-un cuptor cu vid pentru sudare. Parametrii de sudare sunt: temperatura de sudare este de 810 grade ± 10 grade, presiunea este de 5~10MPa, timpul este de 10min și gradul de vid este de 1,3332×10-8~1,3332×10-9MPa. Un strat de difuzie intermediar poate fi adăugat între cele două metale de bază. De obicei, materialul stratului de difuzie este niobiu metalic sau nu este necesar un strat de difuzie intermediar. Curățați cu atenție suprafața îmbinării după sudare.
Dacă sudarea cu arc cu argon este utilizată pentru sudarea cuprului și titanului, alegerea electrozilor de tungsten cu ceriu poate îmbunătăți calitatea sudurii și poate aduce beneficii sănătății umane. De exemplu, atunci când sudați aliajul de cupru (QCr0.5) și aliajul de titan (TC2), niobiul poate fi folosit ca material pentru stratul de tranziție, iar puritatea argonului este de 99,8% pentru a obține îmbinări de înaltă calitate.
