Soudage du titane et de ses alliages
Caractéristiques techniques
Le titane, ayant une densité relativement faible de 4,5 g/cm3, possède une résistance élevée (267 à 337 MPa), une grande résistance à la fatigue du métal dans la plage de température de 400 à 550 °C, une résistance à la corrosion et à l'action de nombreux environnements agressifs. Les alliages de titane additionnés de chrome, d'aluminium, de manganèse, d'étain, de vanadium et autres ont une résistance encore plus élevée (1000-1400 MPa) et une excellente ductilité. Ils sont largement utilisés dans la construction navale, la construction de machines, l'équipement des fusées et des avions, l'ingénierie chimique, l'instrumentation, ainsi que dans diverses industries en tant que matériau de construction. Le titane a une faible conductivité thermique, de sorte que les joints obtenus par soudage en milieu argon ont une forme conique caractéristique avec une pénétration profonde. Dans certaines applications, il peut être nécessaire de placer des soudures supplémentaires autour des bords du joint de base (type haltère).
Les principales méthodes de soudage du titane sont
- le soudage à l'arc submergé
- la fusion et le soudage à l'arc non consommable avec des gaz inertes ;
- le soudage par faisceau d'électrons ;
- le soudage sous laitier ;
- le soudage par contact.
Soudage à l'arc sous protection de gaz inerte.
Effectué avec une électrode de tungstène non consommable contenant du lanthane ou de l'yttrium (soudage automatique ou manuel) et avec une électrode fusible (soudage automatique ou semi-automatique). Pour le soudage, on utilise de l'hélium ou de l'argon de haute pureté ou un mélange des deux.
Soudage à l'électrode de tungstène
C'est de loin la méthode la plus répandue. Il est réalisé à l'air avec un équipement standard pour le soudage à l'arc sous argon en courant continu, avec une électrode non consommable.
Soudage à l'arc submergé
Le titane et les alliages de titane sont soudés sans oxygène sous flux ANT-1, 3. L'épaisseur du métal est de 2,5 à 8 mm et pour les tôles plus épaisses, on utilise ANT-7. Avant le soudage, le flux est calciné à une température comprise entre 200 et 400°C afin de réduire le pourcentage d'humidité à 0,05% en masse. On utilise un équipement conventionnel de courant continu à polarité inversée.
Méthode du laitier électrolytique
Ce procédé permet d'assembler du titane ou des alliages de titane d'une épaisseur de 8 à 12 mm. Les électrodes utilisées sont de la même composition et de la même largeur que le matériau à souder et de la même épaisseur.
Méthode du faisceau d'électrons
Cette méthode de soudage du titane permet d'obtenir une structure de joint à grain fin et une bonne protection contre la corrosion gazeuse. Cette méthode est utilisée pour des épaisseurs de métal allant jusqu'à 160 mm. Dans certains cas, une méthode avec placement horizontal des faisceaux est utilisée pour éviter la délamination et les pores.
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