Alambre de titanio

El titanio es un metal de color blanco plateado con muchas propiedades excelentes. Por ejemplo, la densidad del titanio es de 4,54 g/cm3, lo que lo hace un 43 % más ligero que el acero, pero su resistencia mecánica es similar a la del acero. Además, el titanio es resistente a altas temperaturas y tiene un punto de fusión de 1942 K, que es casi 500 K más alto que el del acero. En los últimos años, con la investigación continua del titanio, cada vez se pueden encontrar más productos fabricados con titanio en nuestra vida diaria y los alambres de titanio son uno de ellos.

Los tipos de alambre de titanio
De acuerdo con las diferentes propiedades del titanio y las aleaciones de titanio, se puede preparar alambre de titanio con diferentes requisitos, generalmente dividido en alambre de titanio puro, alambre de aleación de titanio, alambre de gafas de titanio puro, alambre recto de titanio, alambre de soldadura de titanio, alambre colgante de titanio, alambre de bobina de titanio, alambre brillante de titanio, alambre de titanio médico, alambre de aleación de titanio y níquel, etc.

Los distintos tipos de alambre de titanio tienen diferentes usos. Por ejemplo, el alambre de titanio puro para gafas se utiliza principalmente para fabricar soportes para gafas, el alambre de titanio para colgar se utiliza para colgar pesos y el alambre de aleación de titanio y níquel se utiliza habitualmente como material de aleación con memoria.

Las aplicaciones del alambre de titanio
El alambre de titanio también hereda perfectamente las ventajas del titanio y las aleaciones de titanio, con una serie de excelentes características como buena resistencia a la corrosión, alta resistencia específica, no magnético, alta biocompatibilidad, baja impedancia a los ultrasonidos y buena función de memoria de forma.

Por lo tanto, los alambres de titanio y de aleación de titanio se utilizan ampliamente en muchos campos, como la industria militar, gafas, pendientes, sombreros, perchas de galvanoplastia, alambres de soldadura, aeroespacial, petroquímica, médica y de salud, automotriz, construcción y productos deportivos y de ocio.

Y en los últimos años, debido al continuo desarrollo de la industria del alambre de titanio, la variedad de alambre de titanio se ha vuelto cada vez más diversa, lo que hace que el alambre de titanio se utilice cada vez más en suministros industriales de alto rendimiento y productos de consumo.

En la actualidad, más del 80% de los alambres de titanio y de aleación de titanio se utilizan como alambres de soldadura, como la soldadura de diversos equipos de titanio, la soldadura de tuberías, la soldadura de reparación de discos de turbinas y palas de motores a reacción de aeronaves y la soldadura de carcasas.

Debido a su excelente resistencia a la corrosión, el alambre de titanio se ha utilizado ampliamente en las industrias química, farmacéutica, papelera y otras. Se puede utilizar para fabricar mallas para filtros de agua de mar, filtros de agua purificada, filtros de medicamentos químicos, etc.

Los alambres de titanio y de aleación de titanio también se utilizan para fabricar sujetadores, elementos portantes, resortes, etc. debido a su buen rendimiento general.

En la industria médica y de la salud, debido a su excelente biocompatibilidad, los alambres de titanio y aleaciones de titanio se utilizan para fabricar dispositivos médicos, fijación de cráneo, etc.

Algunos alambres de aleación de titanio con función de memoria de forma, como los alambres de aleación de titanio y níquel, se utilizan para fabricar antenas de satélite, hombreras para ropa, sujetadores de mujer y marcos de gafas.

En las industrias de galvanoplastia y tratamiento de agua, se utilizan alambres de titanio y aleaciones de titanio para fabricar diversos electrodos.

La fabricación de productos de titanio en formas complejas es una rutina para muchos fabricantes. Estos talleres reconocieron hace mucho tiempo que el titanio no es un material exótico que requiera técnicas de fabricación elaboradas. En este artículo se analizará la creación de buenas soldaduras y tratamientos térmicos eficaces del titanio.

Es necesario reconocer diferencias importantes entre el titanio y el acero o las aleaciones a base de níquel. Estas son:
• Menor densidad del titanio.
• Módulo de elasticidad más bajo del titanio.
• El punto de fusión más alto del titanio.
• Menor ductilidad del titanio.
• Propensión del titanio a la formación de púas.
• Sensibilidad del titanio a la contaminación durante la soldadura.

La compensación de estas diferencias permite fabricar titanio con técnicas similares a las del acero inoxidable o las aleaciones a base de níquel. Este artículo trata sobre las operaciones habituales que se utilizan para fabricar titanio.

Área de trabajoAncla
La fabricación de titanio exige atención a la limpieza. No es raro que los talleres que manipulan varios metales aíslen una zona para utilizarla especialmente para el titanio. La zona reservada para el titanio debe estar libre de corrientes de aire, humedad, polvo, grasa y otros contaminantes que puedan introducirse en el metal o sobre él.

Anclaje de titanio para soldadura
El titanio y la mayoría de las aleaciones de titanio se pueden soldar fácilmente mediante varios procesos de soldadura. Las soldaduras realizadas correctamente en el estado en que se encuentran son dúctiles y, en la mayoría de los entornos, son tan resistentes a la corrosión como el metal base. Por otro lado, las soldaduras deficientes pueden volverse frágiles y menos resistentes a la corrosión en comparación con un metal base.

Las técnicas y el equipo que se utilizan para soldar titanio son similares a los que se requieren para otros materiales de alto rendimiento, como el acero inoxidable o las aleaciones a base de níquel. Sin embargo, el titanio exige una mayor atención a la limpieza y al uso de protección con gas inerte auxiliar que estos materiales. El metal de soldadura de titanio fundido debe estar totalmente protegido de la contaminación por aire. Además, las zonas afectadas por el calor y el lado de la raíz de las soldaduras de titanio deben protegerse hasta que las temperaturas desciendan por debajo de los 800 grados F (427 grados F).

El titanio reacciona fácilmente con el aire, la humedad, la grasa, la suciedad, los refractarios y la mayoría de los demás metales para formar compuestos frágiles. La reacción del titanio con los gases y los fundentes hace que los procesos de soldadura habituales, como la soldadura con gas, el arco metálico protegido, el arco con núcleo fundente y la soldadura por arco sumergido, no sean adecuados. Asimismo, no es posible soldar titanio a la mayoría de los metales diferentes, porque el titanio forma compuestos frágiles con la mayoría de los demás metales; sin embargo, el titanio se puede soldar a circonio, tantalio y niobio.

A pesar de las precauciones, muchos fabricantes sueldan titanio de forma rutinaria y económica, logrando soldaduras sólidas y dúctiles a un ritmo comparable al de muchos otros materiales de alto rendimiento. Uno de los beneficios importantes de soldar los grados de titanio comercialmente puros es que contienen más del 99 % de titanio puro y no hay que preocuparse por la segregación. Lo mismo sucede con el alambre o la varilla de soldadura en grados comercialmente puros.

Procesos de soldaduraAnclaje
El titanio y sus aleaciones se sueldan con mayor frecuencia mediante los procesos de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTA o TIG) y por arco metálico con gas (GMA o MIG). También se utilizan en el titanio, en cierta medida, la soldadura por resistencia, arco de plasma, haz de electrones y fricción. Todos estos procesos ofrecen ventajas para situaciones específicas. Sin embargo, la siguiente discusión se centrará principalmente en la soldadura GTA y GMA. Muchos de los principios analizados son aplicables a todos los procesos.

Tipos de soldadura: arco de tungsteno con gas (GTA) y arco metálico con gas (GMA)
El proceso GTA se puede utilizar para realizar uniones a tope sin metal de aporte en láminas de base de titanio de hasta aproximadamente 1/8- de pulgada de espesor. Las secciones más pesadas generalmente requieren el uso de metal de aporte y uniones ranuradas. Se puede utilizar tanto el proceso de soldadura GTA como el GMA, aunque la soldadura GMA es más económica para secciones más pesadas que aproximadamente media pulgada. Si se utiliza el proceso GTA, se debe tener cuidado para evitar el contacto del electrodo de tungsteno con el charco fundido, evitando así la captación de tungsteno.

Fuente de alimentación Anchor
Para la soldadura GTA de titanio se utiliza una fuente de alimentación convencional, conectada a una polaridad directa de CC (DCSP). Para la soldadura GMA de titanio se utiliza una polaridad inversa (DCRP). Un contactor controlado a distancia permite interrumpir el arco sin tener que retirar la antorcha del metal de soldadura que se está enfriando, manteniendo así la protección con gas inerte. Otras características deseables son el control de corriente y contactor accionado con el pie, el inicio del arco de alta frecuencia y los temporizadores de gas protector.

Anclaje de antorcha de soldadura
Se recomienda un soplete de soldadura refrigerado por agua, equipado con una copa de cerámica de 3/4- pulgadas y una lente de gas, para la soldadura GTA de titanio. Es posible que se requiera una copa de una pulgada para la soldadura GMA. Se recomiendan electrodos de tungsteno toriados (generalmente 2% de toria) para la soldadura GTA de titanio. Los electrodos puntiagudos (con los extremos desafilados) ayudan a controlar las características del arco. Se debe utilizar el electrodo de diámetro más pequeño que pueda transportar la corriente requerida.

Anclaje de protección con gas inerte
Es necesario brindar protección a las soldaduras de titanio al enfriarse a aproximadamente 800 grados F (427 grados ), así como al charco de soldadura fundida para evitar la contaminación por aire. Durante la soldadura GTA y GMA, se utilizan gases de protección argón o helio de grado de soldadura con un punto de rocío de -50 grados F (-46 grados ) o inferior para brindar la protección necesaria. Se necesitan suministros de gas separados para:
• Blindaje primario del charco de soldadura fundida.
• Blindaje secundario del depósito de soldadura de enfriamiento y zonas asociadas afectadas por el calor.
• Blindaje de respaldo de la parte posterior de la soldadura y zonas asociadas afectadas por el calor.