첫째, Ti‑6Al‑4V는 GTAW(TIG), GMAW(MIG), 플라즈마 아크 용접, 전자빔 용접(EBW)과 같은 공정을 사용하여 성공적으로 용접할 수 있습니다.티타늄 용접의 가장 큰 문제점은 고온에서 화학적 반응성이 매우 높다는 것입니다. 약 500도 이상에서는 티타늄이 공기로부터 산소, 질소 및 수소를 빠르게 흡수하여 취성이 증가하고 경도가 증가하며 연성과 인성이 감소합니다. 따라서 용접 풀, 고온 용접 영역 및 뒷면에 전체 불활성 가스 차폐(아르곤 또는 헬륨)를 적용해야 합니다. 적절한 차폐 및 청소를 통해 견고하고 결함 없는 용접을 일관되게 생산할 수 있습니다.
다음으로 용접 후 강도 감소입니다.용접된 상태에서 용접 금속과 열 영향부(HAZ)는 미세 구조 변화를 경험합니다. 알파 베타 구조는 급속 냉각 중에 거친 마르텐사이트로 변형되어 모재에 비해 경도는 높아지지만 연성은 낮아집니다.
풀림된 모재의 경우 용접 접합부의 항복 강도와 인장 강도는 일반적으로 모재의 85% ~ 95%입니다.즉, 강도 감소는 상대적으로 작으며 일반적으로 5%~15%입니다. 용접 영역은 강도는 더 높지만 연신율은 더 낮습니다. 전체 조인트는 여전히 대부분의 구조적 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
모재가 용체화 처리 및 시효(STA) 상태인 경우 용접 중 용접부 및 HAZ에서 강화 효과가 손실되어 일반적으로 약 15%~25% 정도 강도가 더 뚜렷하게 감소합니다. 따라서 용접은 완전히 시효된 재료보다는 어닐링된 재료에서 수행되는 것이 일반적입니다.
용접후열처리(PWHT)와 관련하여 필요한 성능과 용도에 따라 다릅니다.
중요하지 않은 구조 구성요소:적당한 연성 및 인성이 허용되는 부품의 경우 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다. 용접된 특성이면 충분할 때가 많습니다.
응력 완화 어닐링:일반적으로 530~590도에서 1~2시간 동안 수행됩니다. 이는 강도를 크게 낮추지 않고 잔류 용접 응력을 줄여 치수 안정성과 변형 저항성을 향상시킵니다.
완전 어닐링:마르텐사이트를 더 부드럽고 안정적인 알파 베타 구조로 변환하여 연성 및 인성을 복원하기 위해 700~800도에서 수행됩니다. 이는 강도를 약간 감소시키지만 신율과 충격 저항성을 크게 향상시킵니다.
요약하자면,5등급 티타늄 합금은 엄격한 불활성 가스 차폐 하에서 용접성이 우수합니다. 어닐링된 모재에 용접하면 5~15% 정도의 작은 강도 감소가 발생합니다. 용접 후 열처리는 필수는 아니지만 신뢰성이 높은 응용 분야에서 응력 완화 또는 연성을 복원하기 위해 권장됩니다.
