Schweißeignung von NE-Metalllegierungen

Titan

Das Schweißen von Titan erfordert bekanntlich besonders sorgfältige Schutzmaßnahmen gegen interstitielle Aufnahmeelemente (z. B. Verunreinigungen durch O₂, N₂ und H₂) und einen entsprechenden Verlust der Verformungsfähigkeit als Folge einer Abnahme der aktiven Gleitsysteme. Wasserstoff ist von besonderem Interesse, da es das Titan durch Hydridbildung weiter verspröden kann. Es wurde jedoch noch keine klar definierte legierungsspezifische Wasserstofftoleranzgrenze für Titanschweißverbindungen festgelegt. Mit dieser Zielsetzung wurden in der BAM im Rahmen einer Vorstudie die Wirkungen von Wasserstoff in drei unterschiedlichen Legierungen untersucht: Grade 2, Ti-64 und β-21S, die α-, bzw. α+β- und β-Legierungen repräsentieren. Es wurde festgestellt, das der durch das Lichtbogenschutzgas in die Schweißnaht gelangte Wasserstoff in hoher Konzentration (ca. 400 ppm) im Schweißgut verbleibt. Eine in Kooperation mit der Ben Gurion Universität in Israel durchgeführte thermische Desorptionsanalyse (TDA) zeigte, dass der Wasserstoff in stark wirkenden Wasserstofffallen (trapping sites) zurückgehalten wird [9, 10].

Ergebnisse der TDA-Analyse zeigen Desorptionsspitzen für Schweißgut aus Ti-Betalegierung, die auf Wasserstofffallen mit hoher Aktivierungsenergie hindeuten (Großbild)

Bei Schweißverbindungen, die einer Biegeprüfung unterzogen wurden, zeigten sich für die β-Legierung die höchsten Verformungsfähigkeitseinbußen durch den Wasserstoff, während für die α-Legierung keine Auswirkungen festgestellt wurden [11]. Dieses Verhalten steht den Erwartungen entgegen, da β-Legierungen eine höhere Wasserstofflöslichkeit haben. Es ist von Interesse, dieses Verhalten im Einzelnen unter niedrigeren und höheren Dehngeschwindigkeiten zu untersuchen.

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