Premièrement, le Ti‑6Al‑4V peut être soudé avec succès à l'aide de procédés tels que le GTAW (TIG), le GMAW (MIG), le soudage à l'arc plasma et le soudage par faisceau d'électrons (EBW).Le plus grand défi du soudage du titane est sa réactivité chimique extrêmement élevée à des températures élevées. Au-dessus d'environ 500 degrés, le titane absorbe rapidement l'oxygène, l'azote et l'hydrogène de l'air, entraînant une fragilisation, une dureté accrue et une ductilité et une ténacité réduites. Par conséquent, une protection complète par gaz inerte (argon ou hélium) doit être appliquée sur le bain de soudure, la zone de soudure à haute température et la face arrière. Avec un blindage et un nettoyage appropriés, des soudures saines et sans défauts peuvent être produites de manière constante.
Ensuite, réduction de la résistance après soudage.À l'état brut de soudure, le métal fondu et la zone affectée thermiquement (ZAT) subissent des changements microstructuraux : la structure alpha-bêta se transforme en martensite grossière lors d'un refroidissement rapide, ce qui entraîne une dureté plus élevée mais une ductilité inférieure par rapport au métal de base.
Pour le matériau de base recuit, la limite d'élasticité et la résistance à la traction du joint soudé représentent généralement 85 à 95 % de celles du métal de base.En d’autres termes, la réduction de résistance est relativement faible, généralement de 5 à 15 %. La zone de soudure présente une résistance plus élevée mais un allongement plus faible ; le joint global peut toujours répondre à la plupart des exigences structurelles.
Si le matériau de base est dans un état traité et vieilli en solution (STA), l'effet de renforcement est perdu dans la soudure et la ZAT pendant le soudage, entraînant une diminution de résistance plus évidente, généralement d'environ 15 % à 25 %. Par conséquent, le soudage est généralement effectué sur un matériau recuit plutôt que sur un matériau entièrement vieilli.
Concernant le traitement thermique après soudage (PWHT), cela dépend des performances requises et de l'application :
Composants structurels non critiques :Pour les pièces où une ductilité et une ténacité modérées sont acceptables, aucun traitement thermique après soudage n'est nécessaire. Les propriétés une fois soudées sont souvent suffisantes.
Recuit de détente :Généralement effectué à 530-590 degrés pendant 1 à 2 heures. Cela réduit les contraintes de soudage résiduelles sans diminuer significativement la résistance, améliorant ainsi la stabilité dimensionnelle et la résistance à la déformation.
Recuit complet :Réalisé à 700–800 degrés pour restaurer la ductilité et la ténacité en transformant la martensite en une structure alpha-bêta plus douce et plus stable. Cela réduit légèrement la résistance mais améliore considérablement l'allongement et la résistance aux chocs.
En résumé,L'alliage de titane de grade 5 présente une bonne soudabilité sous une protection stricte contre un gaz inerte. Le soudage sur du métal de base recuit entraîne une légère réduction de résistance de 5 à 15 %. Le traitement thermique après soudage n'est pas obligatoire mais est recommandé pour soulager les contraintes ou restaurer la ductilité dans les applications de haute fiabilité.
