1. Kemampuan Las Bahan Titanium Secara Keseluruhan
Titanium Murni Komersial (CP) (GR.1/GR.2/GR.3)
Titanium CP (fase -tunggal) memiliki kemampuan las yang sangat baik. Kandungan paduannya yang rendah meminimalkan pembentukan fase intermetalik yang rapuh selama pengelasan, dan konduktivitas termalnya yang tinggi (dibandingkan dengan paduan titanium) membantu mendistribusikan panas secara merata, sehingga mengurangi panas berlebih di lokasi tertentu. Metode pengelasan umum (pengelasan GTAW/TIG, PAW/busur plasma, pengelasan BBLR/sinar laser) semuanya dapat diterapkan, dan dengan pelindung yang tepat, sambungan las dengan integritas tinggi dapat dicapai.
+ Paduan Titanium (misalnya GR.5/Ti-6Al-4V)
GR.5 memiliki kemampuan las sedang. Kehadiran aluminium ( -penstabil) dan vanadium ( -penstabil) menimbulkan tantangan seperti segregasi fase dan pengerasan butiran di zona pengelasan. Namun, masih dapat dilas secara andal dengan kontrol proses yang ketat (misalnya, masukan panas rendah, pelindung presisi).
Paduan Titanium (misalnya Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)
paduan memiliki kemampuan las yang baik karena fase -yang stabil pada suhu kamar dan sensitivitas yang lebih rendah terhadap masukan panas, namun paduan ini lebih jarang dilas dalam aplikasi industri dibandingkan dengan titanium CP dan GR.5.
2. Kerentanan Retak pada Las Titanium
Kurangnya Retakan Solidifikasi
Titanium memiliki rentang pembekuan yang luas, namun logam lasnya membeku dalam satu-fasa ( atau ), sehingga menghindari pembentukan fase eutektik titik leleh rendah pada batas butir (penyebab utama retaknya solidifikasi). Hal ini membuat titanium kebal terhadap retakan solidifikasi bahkan dengan masukan panas yang tinggi.
Hidrogen-Retak Dingin Terinduksi (HICC)
Ini adalah jenis retakan paling umum pada las titanium. Hidrogen dapat masuk ke lasan dan HAZ dari uap air pada gas pelindung, logam pengisi yang terkontaminasi, atau udara sekitar. Pada suhu di bawah 250 derajat (482 derajat F), hidrogen bergabung dengan titanium membentuk endapan hidrida rapuh (TiH₂) di sepanjang batas butir. Hidrida ini menciptakan konsentrasi tegangan, yang menyebabkan keretakan dingin selama-pendinginan pasca pengelasan atau servis berikutnya (terutama pada beban tarik). CP titanium dan GR.5 keduanya rentan terhadap HICC jika pelindungnya tidak memadai.
Retak Stres
Tegangan sisa dari pengelasan (yang disebabkan oleh ekspansi/kontraksi termal yang tidak merata) dapat menyebabkan retak tegangan di HAZ, khususnya untuk komponen{0}}penampang tebal atau las dengan kekangan yang tinggi. HAZ GR.5 rentan terhadap pengerasan butiran, yang mengurangi keuletan dan membuatnya lebih rentan terhadap retak tegangan akibat tegangan tarik sisa.
3. Perubahan Sifat Mekanik Setelah Pengelasan
Variasi Kekuatan
CP Titanium: Logam las dan HAZ dari titanium CP biasanya memiliki kekuatan sedikit lebih tinggi daripada BM tetapi keuletannya lebih rendah. HAZ mengalami pengerasan butiran akibat panas pengelasan, sehingga meningkatkan kekuatan tarik sebesar 5–10% (misalnya, kekuatan tarik GR.2 BM sebesar 485 MPa vs. kekuatan sambungan las sebesar 510–530 MPa) namun mengurangi perpanjangan sebesar 10–15% (dari 25% menjadi 20–22%).
Paduan Titanium GR.5: Logam las GR.5 yang dilas sebagai-memiliki fase ' martensit (dibentuk oleh pendinginan cepat fase -selama pengelasan), yang meningkatkan kekuatan tarik hingga ~1000 MPa (lebih tinggi dari 860 MPa BM yang dianil) namun secara drastis mengurangi keuletan (perpanjangan turun dari 12% menjadi 5–8%). HAZ GR.5 mengalami pengerasan butir dan transformasi fasa, dengan kekuatan luluh menurun sebesar 5–10% dibandingkan dengan BM karena struktur mikronya melunak.
Pengurangan Daktilitas dan Ketangguhan
Untuk semua grade titanium, pengelasan menyebabkan penurunan keuletan dan ketangguhan yang signifikan di zona pengelasan. Butir kasar HAZ dan struktur mikro non-kesetimbangan logam las (misalnya, 'martensit dalam GR.5) bertindak sebagai lokasi inisiasi retak, menurunkan ketangguhan patah sebesar 20–30% (misalnya, ketangguhan patah GR.5 BM sebesar 60 MPa·m¹/² vs. ketangguhan sambungan las sebesar 40–45 MPa·m¹/²). Perpanjangan sambungan las CP titanium berkurang 20–25% karena butiran menjadi kasar di HAZ.
Penurunan Kinerja Kelelahan
Sambungan las merupakan titik terlemah dalam ketahanan lelah. Kombinasi tegangan sisa, ketidakhomogenan mikrostruktur, dan potensi porositas/inklusi mengurangi kekuatan lelah las titanium sebesar 30–50% dibandingkan dengan BM. Misalnya, GR.5 BM yang dianil memiliki kekuatan lelah siklus 10⁷-sebesar 400 MPa, sedangkan kekuatan lelah sambungan lasnya turun menjadi 180–250 MPa. Perlakuan panas pasca{12}}pengelasan (misalnya, anil pelepas tegangan atau anil rekristalisasi) dapat memulihkan sebagian kinerja kelelahan dengan mengurangi tegangan sisa dan menyempurnakan struktur mikro.
Perubahan Ketahanan Korosi
Lasan titanium yang tidak terlindungi dengan baik dapat menyebabkan kontaminasi oksigen/nitrogen di HAZ, sehingga mengurangi ketahanan korosi pada media agresif (misalnya air laut, asam). Namun, dengan pelindung penuh, ketahanan korosi pada sambungan las sebanding dengan BM.
