Titanyumun kaynak edilebilirliğinin incelenmesi

Abstract

Titanyum alaşımlarının akma dayanımı/yoğunluk oranı, çelik ve alüminyum alaşımlarının yaklaşık 3 katıdır. Diğer metallere göre oldukça iyi özgül ağırlık/sertlik oranına sahiptir. Yüksek korozyon ve yüksek sıcaklık dayanımına sahip olduğundan uçak ve uzay sanayinde, biyo-uyumluluk özelliğinden dolayı medikal alanda yaygın olarak kullanılır. Düşük lineer ısıl genleşme katsayısına sahip olması ile sıcaklığın değişken olduğu ortamlarda fazla şekil değişimi göstermemesi karşımıza bir avantaj olarak çıkarken, yapılan kaynak işlemi esnasında özellikle bu hususa dikkat edilmesi gerekmektedir. Çünkü bu özelliği ile ısıyı depolar ve daha kısa sürede iri taneli içyapı oluşturur, bu da malzemenin mekanik özelliklerini olumsuz olarak etkiler. Reaktif yapıdan kasıt ise atmosfer gazlarını bünyesine almaya olan eğilimidir. Bu eğilim ısı artışı ile yükseldiğinden kaynak esnasında kaynak bölgesi hassaslaşır. Bu çalışmada Ti-grade 7 alaşımının kaynak kabiliyeti deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada farklı kalınlıklardaki ve şekillerdeki malzemeler TIG ve plazma yöntemleri ile kaynatılarak tahribatlı ve tahribatsız test teknikleri uygulanmıştır. Yapılan deneysel çalışma sonucunda Ti-grade 7 alaşımı için uygun kaynak şartları belirlenmiştir. Ti-grade 7'nin kaynak kabiliyetinin oldukça yüksek olduğu test çalışmaları sonucunda belirlenmiştir.

Titanium Alloys' ratio of yield strength/density is 3 times higher in comparison to steel and Aluminium Alloys. They also have much beter specific weight/hardness ratio than other metals. Usage of this materials in aerospace industry due to their high corrosion resistance and high temperature resistance, and in medical applications due to their bio-compatibility are very common. They have a lower thermal expansion factor which is an advantage for applications under variable temperature environment. On the other hand, this low thermal expansion factor is the reason why we need give more attention to welding works with this material. The material tends to stock the heat during welding and develops big grained iner structures. The mechanical properties get worse when materials are getting bigger grained. Titanium is reactive means, the material tends to have a chemical reaction with the atmospheric gases. This tendency increases with rising temperature and the material gets more sensitive which is the case by welding applications. The weldability of Titanium Grade 7 is analysed experimentally within this study. Welding tests with TIG and Plasma Welding method are performed with work pieces in different thicknesses and shapes. Suitable welding parameters for Titanium Grade 7 are defined within this study and good weldability is identified with welding tests.