Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan perkembangan perekonomian, terutama dengan semakin mendalamnya reformasi dan-keterbukaan, pembangunan ekonomi Tiongkok telah mencapai kemajuan yang luar biasa. Pada saat yang sama, Tiongkok juga telah mencapai kemajuan signifikan dalam bidang teknik pengelasan seperti jaringan pipa. Pengelasan titanium adalah jenis pengelasan yang relatif umum. Dalam proses pengelasan titanium, cara mengontrol kualitas pengelasan dengan benar mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap warna las titanium. Karena intuisi warna las titanium, penelitian tentang hubungan antara warna las titanium dan kualitas pengelasan menjadi sangat penting. Artikel ini, menggabungkan penelitian penulis selama bertahun-tahun dan pengalaman praktis dalam kontrol kualitas dan proses pengelasan titanium, mengeksplorasi hubungan antara kualitas pengelasan dan warna las titanium, dengan harapan dapat berkontribusi pada penelitian di bidang ini.
1. Perubahan warna las tabung titanium dan paduan titanium serta mekanisme pembentukan cacat
Cacat dan mekanisme las tabung titanium dan paduan titanium adalah sebagai berikut: Selama pengelasan tabung titanium, lapisan pelindung gas argon yang dibentuk oleh obor las busur argon hanya dapat melindungi kolam las dari efek berbahaya udara, namun tidak memberikan perlindungan pada lasan yang sudah dipadatkan dan area di sekitarnya yang bersuhu tinggi. Dalam keadaan ini, lasan tabung titanium dan sekitarnya masih memiliki kemampuan yang kuat dalam menyerap nitrogen dan oksigen dari udara. Penyerapan oksigen dimulai pada 400 derajat, dan penyerapan nitrogen dimulai pada 600 derajat, sedangkan udara mengandung nitrogen dan oksigen dalam jumlah besar.
Saat oksidasi meningkat secara bertahap, warna las tabung titanium berubah dan plastisitas las menurun sesuai dengan pola berikut: perak-putih (tidak ada oksidasi), kuning keemasan (TiO, sedikit oksidasi, terjadi sekitar 250 derajat saat titanium mulai menyerap hidrogen), biru (Ti2O3, oksidasi sedikit lebih parah), abu-abu (TiO2, oksidasi parah).
2. Kualitas pengelasan titanium dapat dinilai dari warna permukaan las titanium.
Ketika warna lasan semakin dalam, yaitu dengan meningkatnya bilangan oksidasi las, kekerasan las juga meningkat. Pengujian yang dilakukan dalam eksperimen rekan menunjukkan bahwa seiring dengan meningkatnya kekerasan titanium, zat berbahaya seperti oksigen dan nitrogen dalam lasan juga meningkat, sehingga sangat mengurangi kualitas lasan.
Kemampuan las titanium berkaitan erat dengan sifat kimia dan fisiknya. Namun, poin utamanya adalah pada suhu tinggi, reaktivitas titanium yang tinggi membuatnya rentan terhadap kontaminasi dari udara. Selama pemanasan, butirannya mengembang, dan ketika sambungan las mendingin, fase getas dapat terbentuk. Titanium memiliki titik leleh yang sangat tinggi, mencapai 1668±10 derajat, yang membutuhkan energi lebih besar dibandingkan baja las. Pada saat yang sama, titanium secara kimia lebih reaktif; ia bereaksi dengan oksigen dan hidrogen lebih mudah daripada baja, dan di atas 600 derajat bereaksi dengan cepat. Bahkan pada suhu 100 derajat, ia menyerap sejumlah besar hidrogen dan oksigen, dengan kelarutan hidrogen puluhan ribu kali lebih tinggi dari baja, membentuk titanium hidrida dan mengurangi ketangguhan secara drastis. Pengotor gas meningkatkan kecenderungan keretakan dingin dan keretakan tertunda, serta meningkatkan sensitivitas takik. Oleh karena itu, kemurnian argon yang digunakan untuk pengelasan tidak boleh lebih rendah dari 99,99%, kelembapan tidak boleh melebihi 0,039%, dan kandungan hidrogen dalam kawat las harus di bawah 0,002%.
Konduktivitas termal Titanium adalah setengah dari baja. Pada 882 derajat, ia mengalami transformasi fase alfa ke beta. Pada suhu yang lebih tinggi, butiran beta tumbuh secara tiba-tiba, dan kinerjanya menurun secara signifikan. Oleh karena itu, suhu perlu dikontrol secara ketat, terutama waktu tunggu suhu tinggi selama siklus termal pengelasan. Saat mengelas titanium, tidak ada masalah dengan retakan panas atau retakan antar butir, namun porositas merupakan masalah, terutama saat mengelas paduan alfa-beta.
