Đầu tiên, Ti‑6Al‑4V có thể được hàn thành công bằng các quy trình như GTAW (TIG), GMAW (MIG), hàn hồ quang plasma và hàn chùm tia điện tử (EBW).Thách thức lớn nhất trong hàn titan là khả năng phản ứng hóa học cực cao ở nhiệt độ cao. Trên khoảng 500 độ, titan hấp thụ nhanh chóng oxy, nitơ và hydro từ không khí, dẫn đến hiện tượng giòn, tăng độ cứng và giảm độ dẻo và độ dẻo dai. Do đó, phải che chắn toàn bộ khí trơ (argon hoặc helium) cho bể hàn, vùng hàn nhiệt độ cao và mặt sau. Với sự che chắn và làm sạch thích hợp, các mối hàn không có khuyết tật có thể được tạo ra một cách nhất quán.
Tiếp theo, giảm cường độ sau khi hàn.Trong điều kiện như được hàn, kim loại mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ) trải qua những thay đổi về cấu trúc vi mô: cấu trúc alpha-beta biến đổi thành martensite thô trong quá trình làm nguội nhanh, dẫn đến độ cứng cao hơn nhưng độ dẻo thấp hơn so với kim loại cơ bản.
Đối với vật liệu cơ bản được ủ, cường độ chảy và độ bền kéo của mối hàn được hàn thường bằng 85% đến 95% kim loại cơ bản.Nói cách khác, mức giảm sức mạnh tương đối nhỏ, thường từ 5% đến 15%. Vùng hàn có độ bền cao hơn nhưng độ giãn dài thấp hơn; khớp tổng thể vẫn có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu về kết cấu.
Nếu vật liệu cơ bản ở trạng thái được xử lý bằng dung dịch và lão hóa (STA), tác dụng tăng cường độ bền sẽ bị mất trong mối hàn và HAZ trong quá trình hàn, dẫn đến sự giảm cường độ rõ ràng hơn, thường khoảng 15% đến 25%. Do đó, hàn thường được thực hiện trên vật liệu đã ủ hơn là vật liệu đã già hoàn toàn.
Về xử lý nhiệt sau hàn (PWHT), nó phụ thuộc vào hiệu suất và ứng dụng cần thiết:
Các thành phần cấu trúc không quan trọng:Đối với những bộ phận có độ dẻo và độ bền vừa phải có thể chấp nhận được thì không cần xử lý nhiệt sau hàn. Các đặc tính được hàn thường là đủ.
Ủ giảm căng thẳng:Thường được tiến hành ở nhiệt độ 530–590 độ trong 1–2 giờ. Điều này làm giảm ứng suất hàn dư mà không làm giảm đáng kể cường độ, cải thiện độ ổn định kích thước và khả năng chống biến dạng.
Ủ đầy đủ:Được thực hiện ở nhiệt độ 700–800 độ để khôi phục độ dẻo và dai bằng cách biến martensite thành cấu trúc alpha-beta mềm hơn, ổn định hơn. Điều này làm giảm sức mạnh một chút nhưng cải thiện đáng kể độ giãn dài và khả năng chống va đập.
Tóm lại,Hợp kim titan loại 5 có khả năng hàn tốt dưới sự che chắn khí trơ nghiêm ngặt. Hàn trên kim loại nền đã qua ủ sẽ làm giảm độ bền một chút từ 5% đến 15%. Xử lý nhiệt sau hàn không bắt buộc nhưng được khuyến nghị để giảm ứng suất hoặc khôi phục độ dẻo trong các ứng dụng có độ tin cậy cao.
