При сварке труб из титановых сплавов глубина сварки определяется толщиной титановой трубы. Таким образом, производственной целью является улучшение формуемости за счет уменьшения ширины сварного шва при одновременном достижении более высоких скоростей. При выборе наиболее подходящего лазера следует учитывать не только качество луча, но и точность трубопрокатного станка. Кроме того, необходимо учитывать ограничения по уменьшению светового пятна, прежде чем погрешности размеров трубопрокатного станка могут сыграть свою роль.
При сварке титановых труб возникает множество уникальных проблем с размерами. Однако основным фактором, влияющим на сварку, является шов на сварочной коробке. После того как титановая пластина сформирована и подготовлена к сварке, характеристики сварного шва включают в себя: зазоры титановой пластины, сильное/незначительное несоосность сварки и изменения центральной линии сварного шва. Зазор определяет, сколько материала используется для формирования сварочной ванны. Слишком большое давление приведет к появлению избыточного материала на верхней части или внутреннем диаметре сварной трубы из титанового сплава. С другой стороны, сильное или незначительное несоосность сварки может привести к ухудшению внешнего вида сварки.
В обоих случаях титановые листы разрезаются, очищаются, сворачиваются и отправляются на точку сварки. Кроме того, для охлаждения индукционной катушки, используемой в процессе нагрева, используется охлаждающая жидкость. Наконец, в процессе экструзии будет использоваться некоторое количество охлаждающей жидкости. Здесь к прижимному шкиву прикладывается большое усилие, чтобы избежать пористости в зоне сварного шва; однако использование более высокой силы сжатия приведет к увеличению заусенцев (или бортиков). Поэтому для удаления заусенцев изнутри и снаружи трубы используются специально разработанные ножи.
Одним из основных преимуществ процесса высокочастотной сварки является возможность обработки титановых труб на высоких скоростях. Однако, как это типично для большинства твердофазных кованых соединений, высокочастотные сварные соединения нелегко надежно проверить с использованием традиционных неразрушающих методов. Трещины в сварных швах могут возникать на плоских тонких участках низкопрочных соединений, которые невозможно обнаружить традиционными методами, и поэтому они могут оказаться недостаточно надежными в некоторых требовательных автомобильных приложениях.
Традиционно производители титановых труб для завершения сварочного процесса выбирают газовую вольфрамовую сварку (GTAW). GTAW создает электрическую сварочную дугу между двумя неплавящимися вольфрамовыми электродами. В то же время из распылителя подается инертный защитный газ для защиты электродов, создания потока ионизированной плазмы и защиты расплавленной сварочной ванны. Это устоявшийся и понятный процесс, результатом которого является повторяемая высококачественная сварка. Таким образом, успех процесса сварки на заводе по производству труб из титановых сплавов зависит от интеграции всех отдельных технологий, поэтому его следует рассматривать как целостную систему.
Во всех случаях сварки титановых труб края титановой пластины плавятся и затвердевают, когда края титановой трубки сжимаются вместе с помощью зажимных скоб. Однако уникальным свойством лазерной сварки является высокая плотность энергетического луча. Лазерный луч не только расплавляет поверхностный слой материала, но и создает замочную скважину, в результате чего получается узкий профиль сварного шва. Для сварки труб из титанового сплава сначала формуют плоскую титановую пластину, а затем придают ей круглую форму. После формирования швы труб из титанового сплава необходимо сварить вместе. Этот сварной шов существенно влияет на формуемость детали. Поэтому чрезвычайно важно выбрать подходящую технологию сварки, чтобы получить профиль сварки, отвечающий строгим требованиям испытаний в обрабатывающей промышленности. Нет сомнений в том, что при производстве труб из титановых сплавов применялись газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW), высокочастотная (ВЧ) сварка и лазерная сварка.
