티타늄 와이어

티타늄은 많은 우수한 특성을 가진 은백색 금속입니다. 예를 들어 티타늄의 밀도는 4.54g/cm3로 강철보다 43% ​​가볍지만 기계적 강도는 강철과 비슷합니다. 그리고 티타늄은 고온에 강하고 녹는점은 1942K로 강철보다 거의 500K 높습니다. 최근 몇 년 동안 티타늄에 대한 지속적인 연구로 티타늄을 위해 만든 제품이 우리 일상 생활에서 점점 더 많이 발견되고 있으며 티타늄 와이어도 그 중 하나입니다.

티타늄 와이어의 종류
티타늄과 티타늄 합금의 다양한 특성에 따라, 각기 다른 요구사항을 가진 티타늄 와이어가 제조될 수 있으며, 일반적으로 순수 티타늄 와이어, 티타늄 합금 와이어, 순수 티타늄 유리 와이어, 티타늄 직선 와이어, 티타늄 용접 와이어, 티타늄 매달린 와이어, 티타늄 코일 와이어, 티타늄 브라이트 와이어, 의료용 티타늄 와이어, 티타늄 니켈 합금 와이어 등으로 나뉜다.

티타늄 와이어의 종류에 따라 용도가 다릅니다. 예를 들어, 순수 티타늄 안경 와이어는 주로 안경 홀더를 만드는 데 사용되고, 티타늄 매달기 와이어는 매달기 무게에 사용되고, 티타늄 니켈 합금 와이어는 일반적으로 메모리 합금 소재로 사용됩니다.

티타늄 와이어의 응용 분야
티타늄 와이어는 티타늄 및 티타늄 합금의 장점을 완벽하게 계승하여 우수한 내식성, 높은 비강도, 비자성, 높은 생체적합성, 초음파에 대한 낮은 임피던스, 우수한 형상 기억 기능 등 일련의 우수한 특성을 가지고 있습니다.

따라서 티타늄 및 티타늄 합금 와이어는 군수 산업, 안경, 귀걸이, 머리 장식, 전기 도금 옷걸이, 용접 와이어, 항공 우주, 석유 화학, 의료 및 건강, 자동차, 건설, 스포츠 및 레저 제품 등 여러 분야에서 널리 사용됩니다.

최근 몇 년 동안 티타늄 와이어 산업의 지속적인 발전으로 인해 티타늄 와이어의 종류도 점점 더 다양해졌으며, 이로 인해 티타늄 와이어는 고성능 산업용품과 소비재에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.

현재 티타늄 및 티타늄 합금 와이어의 80% 이상이 용접 와이어로 사용되고 있으며, 대표적인 티타늄 장비의 용접, 파이프 용접, 항공기 제트 엔진의 터빈 디스크 및 블레이드의 수리 용접, 케이싱의 용접 등에 사용되고 있습니다.

티타늄 와이어는 뛰어난 내식성으로 인해 화학, 제약, 제지 및 기타 산업에서 널리 사용되었습니다. 해수 필터, 정제수 필터, 화학 약물 필터 등의 메시로 만들 수 있습니다.

티타늄 및 티타늄 합금 와이어는 전반적인 성능이 뛰어나 패스너, 하중 지지 부재, 스프링 등을 제조하는 데에도 사용됩니다.

의료 및 건강 산업에서는 생체적합성이 뛰어나 티타늄 및 티타늄 합금 와이어를 사용하여 의료기기, 두개골 고정 등을 제작합니다.

형상 기억 기능이 있는 티타늄 합금 와이어(예: 티타늄-니켈 합금 와이어)는 위성 안테나, 옷용 어깨 패드, 여성용 브래지어, 안경테를 만드는 데 사용됩니다.

전기도금 및 수처리 산업에서는 티타늄 및 티타늄 합금 와이어를 사용하여 다양한 전극을 제조합니다.

티타늄 제품 형태를 복잡한 모양으로 만드는 것은 많은 제작자에게는 일상적인 일입니다. 이러한 상점은 티타늄이 정교한 제작 기술을 필요로 하는 이국적인 소재가 아니라는 것을 오래 전부터 인식했습니다. 이 기사에서는 티타늄의 우수한 용접과 효과적인 열처리를 논의합니다.

티타늄과 강철 또는 니켈 기반 합금 간의 중요한 차이점을 인식해야 합니다. 이는 다음과 같습니다.
• 티타늄의 밀도가 낮습니다.
• 티타늄의 탄성계수가 낮습니다.
• 티타늄의 녹는점이 더 높습니다.
• 티타늄의 연성이 낮습니다.
• 티타늄은 녹이 슬기 쉽습니다.
• 용접 중 티타늄은 오염에 민감합니다.

이러한 차이점을 보상하면 티타늄을 스테인리스 스틸이나 니켈 기반 합금과 유사한 기술을 사용하여 제작할 수 있습니다. 이 기사에서는 티타늄 제작에 사용되는 일반적인 작업을 다룹니다.

작업 영역 앵커
티타늄 제작에는 청결에 대한 주의가 필요합니다. 여러 금속을 다루는 매장에서 티타늄을 위해 특별히 사용할 구역을 격리하는 것은 드문 일이 아닙니다. 티타늄을 위해 따로 둔 구역은 공기 흐름, 습기, 먼지, 기름 및 금속으로 들어가거나 금속 위로 들어갈 수 있는 기타 오염 물질이 없어야 합니다.

용접 티타늄 앵커
티타늄과 대부분의 티타늄 합금은 여러 용접 공정을 사용하여 쉽게 용접할 수 있습니다. 용접된 상태에서 적절하게 만들어진 용접은 연성이 있으며 대부분의 환경에서 기본 금속만큼 내식성이 있습니다. 반면에 나쁜 용접은 기본 금속에 비해 취성이 있고 내식성이 떨어질 수 있습니다.

티타늄 용접에 사용되는 기술과 장비는 스테인리스 스틸이나 니켈 기반 합금과 같은 다른 고성능 소재에 필요한 기술과 장비와 유사합니다. 그러나 티타늄은 이러한 소재보다 청결과 보조 불활성 가스 차폐에 더 많은 주의를 기울여야 합니다. 용융 티타늄 용접 금속은 공기 오염으로부터 완전히 보호되어야 합니다. 또한, 고온 열 영향 구역과 티타늄 용접의 루트 측면은 온도가 800도 F(427도) 이하로 떨어질 때까지 차폐되어야 합니다.

티타늄은 공기, 습기, 기름, 먼지, 내화물 및 대부분의 다른 금속과 쉽게 반응하여 취성 화합물을 형성합니다. 티타늄과 가스 및 플럭스의 반응은 가스 용접, 차폐 금속 아크, 플럭스 코어 아크 및 잠수 아크 용접과 같은 일반적인 용접 공정을 부적합하게 만듭니다. 마찬가지로 티타늄을 대부분의 이종 금속에 용접하는 것은 티타늄이 대부분의 다른 금속과 취성 화합물을 형성하기 때문에 실행 불가능합니다. 그러나 티타늄은 지르코늄, 탄탈륨 및 니오븀에 용접할 수 있습니다.

예방 조치에도 불구하고 많은 제조업체가 일상적으로 경제적으로 티타늄을 용접하여 다른 많은 고성능 소재와 비슷한 속도로 건전하고 연성이 있는 용접을 하고 있습니다. 상업적으로 순수한 등급의 티타늄을 용접하는 중요한 이점 중 하나는 99% 이상의 순수 티타늄이며 분리에 대한 우려가 없다는 것입니다. 상업적으로 순수한 등급의 용접 와이어나 용접봉도 마찬가지입니다.

용접 공정앵커
티타늄과 그 합금은 대부분 가스텅스텐아크(GTA 또는 TIG) 및 가스메탈아크(GMA 또는 MIG) 용접 공정으로 용접됩니다. 저항, 플라스마 아크, 전자빔 및 마찰 용접도 티타늄에 제한적으로 사용됩니다. 이러한 모든 공정은 특정 상황에 이점을 제공합니다. 그러나 다음 논의는 주로 GTA 및 GMA 용접에 관한 것입니다. 논의된 많은 원리는 모든 공정에 적용 가능합니다.

용접 유형: 가스텅스텐아크(GTA) 및 가스메탈아크(GMA)
GTA 공정은 두께가 약 1/8-인치인 티타늄 기반 시트에서 필러 메탈 없이 맞대기 접합을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로 더 무거운 섹션은 필러 메탈과 홈이 있는 접합을 사용해야 합니다. GTA 또는 GMA 용접 공정을 사용할 수 있지만 GMA 용접은 약 1/2인치보다 무거운 섹션에 더 경제적입니다. GTA 공정을 사용하는 경우 텅스텐 전극이 용융 웅덩이와 접촉하지 않도록 주의해야 하며, 이를 통해 텅스텐 픽업을 방지해야 합니다.

전원 공급 장치 앵커
티타늄의 GTA 용접에는 DC 직선 극성(DCSP)에 연결된 기존 전원 공급 장치가 사용됩니다. 티타늄의 GMA 용접에는 역 극성(DCRP)이 사용됩니다. 원격 제어 접촉기를 사용하면 냉각 용접 금속에서 토치를 제거하지 않고도 아크를 끊을 수 있으므로 불활성 가스 차폐를 유지할 수 있습니다. 발로 작동하는 전류 및 접촉기 제어, 고주파 아크 시작 및 차폐 가스 타이머는 다른 바람직한 기능입니다.

용접 토치 앵커
티타늄의 GTA 용접에는 3/4-인치 세라믹 컵과 가스 렌즈가 장착된 수냉 용접 토치가 권장됩니다. GMA 용접에는 1인치 컵이 필요할 수 있습니다. 티타늄의 GTA 용접에는 토륨 텅스텐 전극(일반적으로 2% 토륨)이 권장됩니다. 끝이 뭉툭한 전극은 아크 특성을 제어하는 ​​데 도움이 됩니다. 필요한 전류를 전달할 수 있는 가장 작은 직경의 전극을 사용해야 합니다.

불활성 가스 차폐 앵커
공기 오염을 방지하기 위해 티타늄 용접물을 약 800도 F(427도)까지 냉각할 때와 용융 용접 웅덩이에 보호가 제공되어야 합니다. GTA 및 GMA 용접 시 이슬점이 -50도 F(-46도) 이하인 용접 등급의 아르곤 또는 헬륨 차폐 가스를 사용하여 필요한 보호를 제공합니다. 다음을 위해 별도의 가스 공급이 필요합니다.
• 용융 용접 웅덩이의 1차 차폐.
• 냉각용접부위와 관련 열영향부위의 2차 차폐.
• 용접부 뒷면과 관련 열영향부위의 백업 차폐.