Видът на решетката, точката на топене, топлопроводимостта, коефициентът на линейно разширение и химическият състав на медните и титановите плочи са много различни, така че е много трудно да се заваряват.
1. Заваръчните шевове са склонни към пори
(1) Медта и титанът имат силна способност за абсорбиране на водород при високи температури, а водородът е по-разтворим в течна мед и титан.
(2) Газът се генерира във високотемпературната металургична реакция от стопилката.
(3) Кислородът и азотът около зоната на заваряване се потапят в разтопения басейн. По време на процеса на кристализация на разтопения басейн целият газ не може да излезе от повърхността на разтопения басейн и остава в заваръчния шев, за да образува пори.
2. Заварените съединения са склонни към пукнатини
Когато медта и титанът са заварени, евтектика и хидрид могат да се образуват върху металните страни на двата основни материала, което лесно може да причини пукнатини под действието на напрежението на заваряване.
(1) Медта и бисмутът образуват (Cu+Bi) евтектика с евтектична точка 270 градуса.
(2) Медта и алуминият образуват (Cu+Pb) евтектика с евтектична точка 326 градуса.
(3) Медният и железният сулфид образуват евтектика (Cu+Cu2O) с евтектична точка 1067 градуса.
(4) Подобен на люспи хидрид TiH2 се образува върху металната страна на титановия основен материал, причинявайки водородна крехкост.
(5) Коефициентите на линейно разширение на медта и титана са повече от 1 пъти различни, което ще доведе до по-голямо напрежение по време на заваряване.
3. Механичните свойства на заварените съединения са ниски
(1) Оксидният филм може да отслаби междукристалното свързване между мед и титан. Например, когато съдържанието на кислород в заваръчния шев достигне 0.38%, ъгълът на огъване на съединението намалява от 180 градуса на 120 градуса.
(2) Голямо количество евтектика и хидриди значително намаляват пластичността и якостта на заварените съединения.
(3) Взаимната разтворимост на медта и титана е много малка и интерметалните съединения се образуват лесно при високи температури. Като Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu2 и TiCu4, които увеличават крехкостта, намаляват пластичността и значително намаляват устойчивостта на корозия на заваръчния метал.
Отлични заваръчни съединения могат да бъдат получени чрез вакуумно дифузионно заваряване, заваряване с аргонова дъга, заваряване с плазмена дъга, спояване и заваряване с електронен лъч между мед и титан или титанови сплави.
Например: използва се вакуумно дифузионно заваряване. Характеристиките на вакуумното дифузионно заваряване са, че фугите не се окисляват, заваръчните шевове имат красив външен вид и качеството на продукта е добро. Основният оперативен процес е: преди заваряване основният меден метал (като T2) се почиства с трихлоретилен, за да се отстранят петна от масло и други примеси. След това се гравира в 10% разтвор на сярна киселина за 1 минута, промива се с дестилирана вода и след това се отгрява. Температурата на отгряване е 820 ~ 830 градуса, а времето за отгряване е 10 минути.
След почистване на основния титанов метал (TA2) с трихлоретилен, използвайте вибрационен метод, за да го ецвате за 4 минути в 2% обемна фракция на HF и 50% обемна фракция на HNO3 воден разтвор, за да отстраните оксидния филм, и след това го почистете с вода и алкохол.
(4) Сглобете двата почистени основни метала според изискванията на процеса и след това ги поставете във вакуумна пещ за заваряване. Параметрите на заваряване са: температурата на заваряване е 810 градуса ±10 градуса, налягането е 5~10MPa, времето е 10 минути, а степента на вакуум е 1,3332×10-8~1,3332×10-9MPa. Между двата основни метала може да се добави междинен дифузионен слой. Обикновено материалът на дифузионния слой е ниобиев метал или не се изисква междинен дифузионен слой. Внимателно почистете повърхността на фугата след заваряване.
Ако заваряването с аргонова дъга се използва за заваряване на мед и титан, изборът на цериеви волфрамови електроди може да подобри качеството на заваряване и да е от полза за човешкото здраве. Например, при заваряване на медна сплав (QCr0.5) и титанова сплав (TC2), ниобият може да се използва като материал за преходния слой, а чистотата на аргона е 99,8% за получаване на висококачествени съединения.
