용접된 티타늄 튜브를 예열하는 것은 용접 공정에서 중요한 단계로, 최종 용접 제품의 품질과 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 용접 티타늄 튜브 공급업체로서 저는 올바른 예열 기술의 중요성을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 사전 가열 용접된 티타늄 튜브를 올바르게 용접하는 방법에 대한 몇 가지 통찰력을 공유하겠습니다.
왜 예열 용접 티타늄 튜브를 사용합니까?
티타늄은 뛰어난 내식성, 높은 강도 대 중량 비율, 우수한 생체 적합성을 지닌 독특한 금속입니다. 그러나 용접과 관련하여 티타늄에는 몇 가지 문제가 있습니다. 티타늄은 고온에서 산소, 질소, 수소와 높은 반응성을 가지고 있습니다. 용접 중에 적절하게 제어하지 않으면 이러한 원소가 티타늄으로 확산되어 취성 화합물이 형성되어 용접의 연성 및 인성이 저하될 수 있습니다.
예열은 용접의 냉각 속도를 늦추는 데 도움이 되며 이는 여러 가지 이유로 유익합니다. 첫째, 용접 부위의 열 응력을 줄여 균열 위험을 최소화합니다. 둘째, 용접 풀에서 가스가 더 잘 확산되어 다공성의 가능성이 줄어듭니다. 셋째, 모재와 용가재 사이의 융착성을 향상시켜 더 강하고 안정적인 용접이 가능합니다.
예열 전 고려해야 할 요소
예열 과정을 시작하기 전에 다음과 같은 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.
1. 티타늄 등급
티타늄 등급에 따라 화학적 조성과 물리적 특성이 다르므로 예열 요구 사항에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어,ASTM B862 티타늄 튜브다양한 등급이 있으며 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다. 2등급 티타늄은 성형성과 내식성이 우수한 상업적으로 순수한 티타늄입니다. 그만큼2등급 용접 티타늄 이음매 없는 파이프다른 등급에 비해 예열 온도와 시간이 다를 수 있습니다.
2. 튜브 두께
용접된 티타늄 튜브의 두께는 또 다른 중요한 요소입니다. 튜브가 두꺼울수록 일반적으로 단면 전체에 걸쳐 균일한 가열을 보장하기 위해 더 높은 예열 온도와 더 긴 예열 시간이 필요합니다. 벽이 얇은 튜브는 벽이 두꺼운 튜브보다 원하는 예열 온도에 더 빨리 도달할 수 있습니다.
3. 용접공정
사용되는 용접 공정 유형도 예열 요구 사항에 영향을 미칩니다. 예를 들어 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)과 가스 금속 아크 용접(GMAW)은 열 입력 속도와 냉각 속도가 다릅니다. GTAW는 더 제어된 열 입력으로 더 느린 프로세스인 반면, GMAW는 더 빠르지만 더 많은 열을 생성할 수 있습니다. 이에 따라 예열 매개변수를 조정해야 합니다.
예열 방법
사전 가열 용접 티타늄 튜브에는 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다.
1. 유도 가열
유도 가열은 티타늄 튜브를 예열하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 이는 교번 자기장을 사용하여 튜브 내에서 열을 생성합니다. 이 방법은 빠르고 효율적이며 정확한 온도 제어를 제공할 수 있습니다. 유도 코일은 튜브 주위를 감싸고 있으며, 코일을 통과하는 교류 전류는 튜브에 와전류를 생성하여 열을 발생시킵니다. 유도 가열의 장점은 튜브를 균일하게 가열하여 열 구배의 위험을 줄일 수 있다는 것입니다.
2. 저항 가열
저항 가열에는 튜브 자체를 통해 전류가 통과하는 과정이 포함됩니다. 튜브의 전기 저항으로 인해 튜브가 가열됩니다. 이 방법은 비교적 간단하며 소규모 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 그러나 직경이 크거나 벽이 두꺼운 튜브에는 균일한 가열을 제공하지 못하기 때문에 효과적이지 않을 수 있습니다.
3. 용광로 가열
용광로 가열은 관을 용광로 내부에 놓고 원하는 온도로 가열하는 전통적인 방법입니다. 이 방법은 대량의 튜브 배치에 균일한 가열을 제공할 수 있습니다. 그러나 이는 상대적으로 느린 과정이며 다른 방법에 비해 더 많은 에너지가 필요할 수 있습니다.
예열 절차
예열 방법을 선택한 후에는 다음 절차를 따를 수 있습니다.
1. 튜브 청소
예열 전에 튜브 표면을 철저히 청소하여 오일, 그리스, 먼지, 산화물 층과 같은 오염 물질을 제거해야 합니다. 가열하는 동안 오염물질이 티타늄과 반응하여 용접 품질이 저하될 수 있습니다. 적합한 세척제를 사용한 후 깨끗한 물로 헹구고 건조할 수 있습니다.
2. 예열온도 설정
위에서 언급한 요소를 바탕으로 적절한 예열 온도를 결정하십시오. 대부분의 티타늄 등급의 경우 예열 온도는 일반적으로 150°C~300°C입니다. 그러나 정확한 온도 요구 사항은 용접 절차 사양(WPS)을 참조하거나 재료 엔지니어와 상담하는 것이 중요합니다.
3. 온도 모니터링
예열 중 튜브의 온도를 모니터링하려면 열전대 또는 적외선 온도계와 같은 온도 측정 장치를 사용하십시오. 튜브의 길이와 둘레를 따라 온도가 고르게 분포되어 있는지 확인하십시오. 온도가 균일하지 않으면 그에 따라 예열 장비를 조정하십시오.
4. 예열시간 유지
원하는 예열 온도에 도달하면 충분한 시간 동안 이 온도를 유지하십시오. 예열 시간은 튜브 두께와 예열 방법에 따라 다릅니다. 일반적으로 몇 분에서 몇 시간까지 걸릴 수 있습니다. 이를 통해 튜브는 단면 전체에 걸쳐 안정적인 온도에 도달할 수 있습니다.
후-예열 고려사항
예열 후 과도한 냉각을 방지하기 위해 튜브를 가능한 한 빨리 용접해야 합니다. 지연이 발생하면 튜브를 적절한 온도로 다시 가열해야 할 수도 있습니다. 용접 중에는 뜨거운 티타늄의 산화를 방지하기 위해 보호 가스 차폐를 유지하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 아르곤은 일반적으로 티타늄 용접에서 보호 가스로 사용됩니다.
품질 관리
예열 및 용접된 티타늄 튜브의 품질을 보장하기 위해 다음과 같은 품질 관리 조치를 취할 수 있습니다.
1. 육안검사
예열 및 용접 후 튜브 표면을 육안 검사합니다. 균열, 다공성 또는 기타 결함의 징후를 찾으십시오. 매끄럽고 균일한 용접 비드는 용접 품질이 양호하다는 표시입니다.
2. 비파괴적인 테스트
초음파 검사(UT), 방사선 검사(RT), 침투 탐상 검사(PT)와 같은 비파괴 검사 방법을 사용하여 용접 내부 결함을 감지할 수 있습니다. 이러한 테스트는 용접의 무결성에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있습니다.
3. 기계적 테스트
인장 시험 및 경도 시험과 같은 기계적 시험을 용접 샘플에 대해 수행하여 용접의 기계적 특성을 평가할 수 있습니다. 이러한 테스트 결과를 지정된 요구 사항과 비교하여 규정 준수 여부를 확인할 수 있습니다.
결론
용접된 티타늄 튜브를 올바르게 예열하는 것은 복잡하지만 필수적인 과정입니다. 티타늄 등급, 튜브 두께, 용접 공정 등의 요소를 고려하고 적절한 예열 방법을 선택하고 올바른 예열 절차를 따르면 고품질의 용접 티타늄 튜브를 생산할 수 있습니다. 공급업체로서화학용 티타늄 용접 튜브및 기타 용접 티타늄 제품을 통해 고객에게 최고 품질의 튜브를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 용접 티타늄 튜브 구매에 관심이 있거나 예열 또는 용접에 대해 질문이 있는 경우 추가 논의 및 협상을 위해 언제든지 저희에게 연락하십시오.
참고자료
- ASM 핸드북, 6권: 용접, 브레이징 및 납땜.
- AWS D16.1/D16.1M:2017, 티타늄 및 티타늄 합금 용접 사양.
- John C. Lippold의 티타늄 및 티타늄 합금 용접 야금학.
