チタンと銅の溶接技術

チタンは活性金属として、空気中の酸素と容易に反応して酸化チタンを形成しますが、銅は優れた熱伝導性と電気伝導性、および高温での酸化特性で知られています。したがって、チタンと銅の溶接は材料科学の分野において大きな課題とみなされてきました。しかし、この課題は、銅チタンワイヤやチタン銅電極などの適切な溶接材料の選択と、溶接プロセスの正確な制御によって徐々に克服されています。
溶接の課題と解決策
チタンと銅の物理的および化学的特性の違いにより、溶接は困難になります。高温での水素吸収、共結晶と水素化物の形成、線膨張係数の違い、酸化皮膜の影響などはすべて、溶接プロセス中に対処する必要がある問題です。
これらの課題を解決するには、Mo (モリブデン)、Nb (ニオブ)、Ta (タンタル) やその他の元素などの適切な溶接材料と中間絶縁層を選択することで、+ 相転移温度を効果的に低下させ、溶接の性能を向上させることができます。溶接された接合部。さらに、電流、電圧、溶接速度などの溶接パラメータを正確に制御することで、溶接継手の品質をさらに最適化できます。
溶接方法と技術
チタンと銅の溶接には、溶融溶接、拡散溶接、爆発溶接、ろう付けなどが一般的に使用されます。中でもタングステン・アルゴンアーク溶接は、その制御性と応用性により主流の溶接技術となっています。タングステン アルゴン アーク溶接を使用する場合、優れた溶接継手を得るために重要なのは、金属間化合物の形成を避けることです。
この目標を達成するために、チタン合金の中間絶縁層にMo、Nb、Taなどの特定の元素を添加することで、銅と同様の組織を有する単相チタン合金を得ることができます。この処理は、溶接プロセス中の反応の程度を軽減し、溶接継手の性能を向上させるのに役立ちます。

溶接継手の性質
最適化された溶接技術により、良好な機械的特性を備えたチタンと銅の溶接継手を得ることができます。例えば、クロム青銅と+チタン合金の溶接継手の引張強さは室温で304～319MPa、400度で88～102MPaに達し、継手の冷間曲げ角度は150～180度に達します。これらの優れた特性により、チタンと銅の溶接継手は航空宇宙、自動車製造、その他の分野で幅広い用途に使用されています。
つまり、チタンと銅の溶接技術が、この2つの異種金属を完璧に組み合わせる鍵となるのです。溶接プロセスの深い理解と正確な制御を通じて、溶接における課題を克服し、産業用途により多くの可能性を提供することができます。同時に、この技術は材料科学の研究に新たな道を切り開きます。