Jak svařovat tantal?

1. Co je tantal?

Tantal (Ta) je velmi tvrdý, tvárný, má vysokou odolnost proti korozi, vysokou elektrickou a tepelnou vodivost a lze jej svařovat. Tantal má velmi vysokou teplotu tání 5463 °F neboli 3017 °C. Mikrostruktura tantalu je tělesocentrovaná kubická (BCC). Broušení tantalu není praktické kvůli jeho vysoké tvrdosti. Tantal je přirozeně měkký ve své čisté formě.

Obvykle se však leguje pro dosažení vyšších mechanických vlastností. Tantal má velmi vysokou houževnatost při pokojové teplotě i při nízkých teplotách, jak uvádí různá literatura. Tantal je dobrý žáruvzdorný materiál díky vysokému bodu tání, ale klíčovým faktorem je jeho cena.

Díky vysokému bodu tání, houževnatosti a pevnosti se tantal používá v leteckých motorech, elektrických zařízeních, chirurgických implantátech a při manipulaci s korozivními látkami v laboratořích.

2. Specifikace materiálu

Standardní specifikace: ASTM B364, B365, B521, B708 ​​a F560

Standardní tantalové materiály a čísla UNS: R005200, R05400 (čistý tantal), R05252 (legovaný 2.5 % wolframu), R05255 (10 % wolframu).

3. Díky své vynikající obrobitelnosti a tažnosti za nízkých teplot má tantal dobrou pevnost při vysokých teplotách až do 3500 °C, což z něj činí ideální slitinu pro letecké součástky. Tantalové slitiny lze rozdělit do dvou kategorií:

1) Ta-10W-2.5Moly, Ta-5W-2.5Moly a Ta-8W-2Hf (slitina zpevněná v tuhém roztoku)

(2) Ta-9.6W-2.4Hf-0.01C, Ta-6.5W-3.0Re-1.0Hf-0.3Zr-0.025Y a další komplexní slitinové systémy využívající zpevnění pevným roztokem a/nebo disperzní zpevnění.

Tab.l chemické složení tantalového plechu ASTM B708 ​​RO5252, %

4. Svařovací drát/drát pro tantalové TIG svařování

Většina tantalového svařování se provádí autogenním TIG procesem, což znamená, že pro svařování není potřeba žádný přídavný drát. Pokud je potřeba přidat přídavný drát, lze jej řezat a vyrobit ze stejného materiálu, který se svařuje. Tenké dráty lze z tantalového plechu řezat stříháním, protože stříhání nezpůsobuje žádné tepelné poškození materiálu, což může být problém při broušení.

Jako vysoce reaktivní kov vyžaduje tantal při svařování vysokou míru opatrnosti. Jakmile povrch tantalu dosáhne teploty nad 600 °F (XNUMX °C), je nutná vrstva inertního plynu, aby se zabránilo zkřehnutí materiálu. Pro zamezení tomuto zkřehnutí použijte jako ochranu argon nebo helium nebo směs obou. Jakékoli zkřehnutí v důsledku absorpce kyslíku nebo vodíku vede ke ztrátě tažnosti materiálu. Proto musí být tantal pro dosažení maximální tažnosti svařován v komoře s inertním plynem.

5. Pájitelnost tantalových slitin

Přestože má tantal dobrou svařitelnost, je nutné jej před použitím řádně vyčistit a pro dosažení nejlepší kvality svaru by měl být svařován v komoře s inertním plynem. Obecně řečeno, svařování tantalu je ovlivněno následujícími čtyřmi faktory:

(1) Mezilehlé nečistoty,

(2) Parametry svařování, (3) Legující prvky a (4) Mikrostruktura svaru

Odporové svařování je alternativou ke svařování tantalem a lze jej provádět pomocí konvenčního zařízení. Vzhledem k vyšší teplotě tání tantalu ve srovnání s uhlíkovou ocelí nebo slitinami nerezové oceli jsou při odporovém svařování vyžadovány vyšší svařovací proudy. Doba prodlevy pro odporové svařování by měla být nízká, aby se zabránilo přehřátí vnějšího povrchu svařovaného spoje.