Tip rešetke, tačka topljenja, toplotna provodljivost, koeficijent linearnog širenja i hemijski sastav bakarnih i titanijumskih ploča su veoma različiti, tako da je veoma teško zavariti.
1. Zavari su skloni stvaranju pora
(1) Bakar i titanijum imaju jaku sposobnost apsorpcije vodonika na visokim temperaturama, a vodonik je rastvorljiviji u tečnom bakru i titanijumu.
(2) Plin se stvara u rastopljenom bazenu metalurške reakcije visoke temperature.
(3) Gas kisika i dušika oko područja zavarivanja su uronjeni u rastopljeni bazen. Tokom procesa kristalizacije rastopljenog bazena, sav plin ne može pobjeći s površine rastopljenog bazena i ostaje u zavaru stvarajući pore.
2. Zavareni spojevi su skloni pucanju
Kada se zavaruju bakar i titan, na metalnim stranama dva osnovna materijala mogu se formirati eutektika i hidrid, što može lako izazvati pukotine pod dejstvom napona zavarivanja.
(1) Bakar i bizmut formiraju (Cu+Bi) eutektiku sa eutektičkom tačkom od 270 stepeni.
(2) Bakar i aluminijum formiraju (Cu+Pb) eutektiku sa eutektičkom tačkom od 326 stepeni.
(3) Bakar i željezni sulfid formiraju eutektiku (Cu+Cu2O) sa eutektičkom tačkom od 1067 stepeni.
(4) Pahuljasti hidrid TiH2 se formira na metalnoj strani titanijumskog osnovnog materijala, uzrokujući vodoničnu krtost.
(5) Koeficijenti linearne ekspanzije bakra i titanijuma su više od 1 puta različiti, što će proizvesti veće naprezanje tokom zavarivanja.
3. Mehanička svojstva zavarenih spojeva su niska
(1) Oksidni film može oslabiti međugranularnu vezu između bakra i titana. Na primjer, kada sadržaj kiseonika u zavaru dostigne 0.38%, ugao savijanja spoja se smanjuje sa 180 stepeni na 120 stepeni.
(2) Velika količina eutektika i hidrida značajno smanjuje plastičnost i žilavost zavarenih spojeva.
(3) Međusobna rastvorljivost bakra i titanijuma je veoma mala, a intermetalna jedinjenja se lako formiraju na visokim temperaturama. Kao što su Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 i TiCu4, koji povećavaju lomljivost, smanjuju plastičnost i značajno smanjuju otpornost na koroziju metala šava.
Odlični spojevi za zavarivanje mogu se dobiti vakuumskim difuzijskim zavarivanjem, argon-lučnim zavarivanjem, plazma lučnim zavarivanjem, lemljenjem i zavarivanjem elektronskim snopom između bakra i titanijuma ili legura titana.
Na primjer: koristi se vakuumsko difuzijsko zavarivanje. Karakteristike vakuumskog difuzionog zavarivanja su da spojevi ne oksidiraju, zavareni šavovi imaju lijep izgled, a kvalitet proizvoda je dobar. Glavni proces rada je: prije zavarivanja, osnovni metal bakra (kao što je T2) se čisti trikloretilenom kako bi se uklonile mrlje od ulja i druge nečistoće. Zatim se nagriza u 10% rastvoru sumporne kiseline 1 minut, ispere destilovanom vodom, a zatim žari. Temperatura žarenja je 820~830 stepeni, a vrijeme žarenja je 10 minuta.
Nakon čišćenja osnovnog metala titana (TA2) s trikloretilenom, koristite metodu vibracija da ga nagrizete 4 minute u 2% volumnog udjela HF i 50% volumnog udjela HNO3 vodene otopine da biste uklonili oksidni film, a zatim ga očistite sa vodom i alkoholom.
(4) Sastavite dva očišćena osnovna metala u skladu sa zahtjevima procesa, a zatim ih stavite u vakuumsku peć za zavarivanje. Parametri zavarivanja su: temperatura zavarivanja je 810 stepeni ±10 stepeni, pritisak je 5~10MPa, vreme je 10min, a stepen vakuuma je 1.3332×10-8~1.3332×10-9MPa. Između dva osnovna metala može se dodati srednji difuzijski sloj. Obično je materijal difuzijskog sloja metal niobij ili nije potreban srednji difuzijski sloj. Pažljivo očistite površinu spoja nakon zavarivanja.
Ako se za zavarivanje bakra i titana koristi argon-lučno zavarivanje, odabir cerijevih volframovih elektroda može poboljšati kvalitetu zavarivanja i koristiti ljudskom zdravlju. Na primjer, pri zavarivanju legure bakra (QCr0.5) i legure titanijuma (TC2), niobijum se može koristiti kao materijal za prelazni sloj, a čistoća argona je 99,8% za dobijanje visokokvalitetnih spojeva.
