Perché la piastra in titanio si comporta diversamente in fabbrica
Il titanio ha un reticolo esagonale-compatto, quindi funziona-indurisce rapidamente, torna indietro con forza dopo la piegatura e tende a sfregarsi contro i rulli di acciaio. La sua conduttività termica, compresa tra 16 e 22 W/(mK), è solo una frazione di quella dell'acciaio al carbonio, quindi il calore generato nel morso del rullo rimane in superficie invece di diffondersi nel corpo della piastra. Insieme a una forte affinità per ossigeno, azoto e idrogeno al di sopra di circa 600 gradi C, queste tre proprietà guidano ogni decisione nella linea di laminazione: riduzione del passaggio, temperatura del rullo, lubrificazione, atmosfera del forno e rimozione delle incrostazioni.
La conseguenza pratica è che una pianificazione di piastre in titanio non può essere semplicemente copiata da una pianificazione di acciaio inossidabile. La riduzione per passaggio deve rimanere più piccola, i rulli di lavoro necessitano di una ravvivatura più frequente e ogni fase calda deve essere breve o protetta dalla contaminazione interstiziale.
Sequenza di laminazione dalla lastra alla piastra finita
La laminazione a caldo trasporta la bramma o il lingotto fino a uno spessore intermedio, normalmente compreso tra 700 e 950 gradi C, con leggere riduzioni per passaggio e riscaldamento secondo necessità.
Segue la disincrostazione e la rimozione del rivestimento alfa-arricchito con ossigeno, poiché lo strato superficiale duro e fragile si rompe durante la lavorazione a freddo e porta difetti nella piastra finita.
La ricottura intermedia ad una temperatura adeguata ripristina la duttilità prima di un'ulteriore riduzione; laddove è necessaria una superficie pulita e priva di ossidi, viene utilizzato il vuoto o l'atmosfera inerte.
La laminazione a freddo, o laminazione con finitura a caldo, porta la lamiera allo spessore finale con piccole riduzioni e un'adeguata lubrificazione, con ulteriori ricotture man mano che l'-incrudimento si accumula.
Il livellamento o il livellamento elastico rimuove la curvatura residua e la distorsione del ritorno elastico.
Il decapaggio in un bagno nitrico-fluoridrico controllato rimuove la tinta dovuta al calore e l'involucro alfa residuo e la piastra viene infine ispezionata per verificarne spessore, planarità e condizioni superficiali rispetto a ASTM B265 o GB/T 3621.
| Palcoscenico | Temperatura tipica | Scopo |
| Laminazione a caldo | Da 700 a 950 gradi C | Riduzione dello spessore, rottura della struttura fusa |
| Ricottura intermedia | 650-750 gradi C | Ripristina la duttilità, allevia l'incrudimento |
| Finitura a freddo o a caldo | Ambiente a circa 400 gradi C | Spessore finale, planarità e finitura superficiale |
| Sollievo dallo stress | Da 500 a 600 gradi C | Stabilità dimensionale durante le lavorazioni successive |
Metodi di taglio e come sceglierne uno
Il metodo di taglio viene selezionato in base allo spessore della lamiera, alla qualità del bordo richiesta, all'apporto di calore che il materiale può tollerare e alle dimensioni del pavimento dell'officina.
| Metodo | Spessore tipico | Note per il titanio |
| Tosatura | Piatto sottile | Veloce e freddo, ma il gioco della lama deve adattarsi al titanio per evitare rotture del bordo |
| Taglio al plasma | Piatto da medio a pesante | Utilizzare gas plasma argon o argon-idrogeno; un gas-ricco di ossigeno contamina la superficie tagliata |
| Taglio laser | Piatto da sottile a medio | Il gas di assistenza all'azoto mantiene il taglio pulito e limita l'ossidazione |
| Getto d'acqua abrasivo | Piatto da sottile a molto pesante | Nessuna zona interessata dal calore e nessuna distorsione, ideale per parti spesse o finite |
Qualunque sia il metodo utilizzato, il bordo tagliato viene colorato a caldo o leggermente contaminato a una piccola profondità e lo strato deve essere rimosso mediante decapaggio o molatura leggera sulle parti che verranno saldate o esposte a un mezzo corrosivo.
Procedura di taglio-passo-passo
Per il taglio semi-automatico, posiziona innanzitutto il binario di guida sulla superficie piana della piastra in titanio, quindi posiziona la macchina da taglio sul binario. Quest'ordine non può essere invertito perché una guida posata sopra la macchina o su una pila irregolare si deforma e il taglio si sposta.
Impostare i parametri di taglio in base allo spessore effettivo della lamiera, al tipo di gas e alle dimensioni dell'ugello, in modo che il taglio rimanga uniforme e le linee di trascinamento rimangano accettabili.
Verificare che il passaggio del gas all'ugello sia libero; eliminare eventuali ostruzioni prima di iniziare, altrimenti il taglio risulterà incompleto e l'ugello si surriscalderà.
Pulire la superficie della piastra prima del taglio e lasciare abbastanza spazio libero intorno alla parte per consentire la fuoriuscita delle scorie e delle scorie fuse.
Mantenere la distanza tra l'ugello di taglio e la superficie della piastra entro la distanza consigliata. Troppo vicino rischia la collisione e il danneggiamento dell'ugello, troppo lontano perde energia di taglio e produce bava pesante.
Preriscaldare sufficientemente prima dell'inizio del taglio, poiché un preriscaldamento inadeguato lascia l'inizio del taglio non fuso e riduce la durata dei consumabili.
Quando si annidano insieme pezzi di dimensioni diverse, tagliare prima i pezzi piccoli e poi quelli grandi, in modo che le sezioni rigide e pesanti continuino a sostenere il pezzo mentre le parti piccole vengono rilasciate.
Qualità dei bordi e ispezione dopo il taglio
Controllare l'ortogonalità del taglio, l'adesione delle bave e la tinta termica e confermare che le dimensioni corrispondano al disegno entro la tolleranza concordata con il cliente. Un bordo scolorito di solito significa che ossigeno, azoto o idrogeno sono stati assorbiti a temperatura elevata, quindi lo strato interessato deve essere rimosso prima della saldatura. Sulle parti critiche, un controllo con liquidi penetranti o ad ultrasuoni dovrebbe confermare che non si siano aperte crepe sul bordo tagliato o sugli angoli, e le piastre finite dovrebbero essere movimentate con imbracature pulite o supporti imbottiti in modo che la contaminazione del ferro proveniente dai dispositivi di sollevamento in acciaio non segni la superficie.
Domande frequenti
D: Perché il binario di guida deve essere posizionato sulla piastra prima che la macchina da taglio venga posizionata sul binario?
La rotaia necessita di una superficie piana e stabile per rimanere dritta. Se la macchina viene posizionata per prima o il binario viene posato su una pila irregolare, il binario si flette, il percorso della torcia si curva e le dimensioni di taglio escono dalla tolleranza.
D: La piastra in titanio può essere tagliata con un gas plasma di ossigeno?
Il gas plasma ricco di ossigeno-reagisce con il titanio caldo e lascia un bordo duro, fragile e contaminato, pertanto per il taglio al plasma è preferibile l'argon o una miscela di argon-idrogeno e la superficie priva di ossigeno-deve essere ripristinata mediante decapaggio prima della saldatura.
D: Perché tagliare i pezzi piccoli prima di quelli grandi?
Le piccole parti rilasciate per prime non possono distorcere le sezioni rigide che ancora supportano la piastra, e il restante pezzo di grandi dimensioni rimane piatto e stabile, mantenendo il taglio dritto e riducendo le rilavorazioni.
D: Quale distanza di stallo dovrebbe essere utilizzata?
La distanza dell'ugello deve seguire i dati del produttore della taglierina per lo spessore e il gas utilizzato. Come regola generale, la torcia dovrebbe essere sufficientemente vicina da mantenere l'energia di taglio sulla lamiera, ma sufficientemente lontana da evitare collisioni e danni da spruzzi.
D: Come deve essere rimossa la tinta termica su un bordo tagliato?
Il decapaggio in una soluzione nitrica-fluoridrica controllata, seguito da un risciacquo completo, rimuove la tinta e lo strato arricchito di ossigeno-. La rettifica meccanica leggera è un'alternativa sui bordi non-critici.
D: Cosa causa le crepe sul bordo tagliato?
Eccessivo apporto di calore, superficie contaminata o-indurita oppure taglio con gioco della lama errato. Mantenere il materiale pulito, controllare l'apporto di calore e ispezionare i bordi critici dopo il taglio.
