Como soldar tántalo?

1. Que é o tántalo?

O tántalo (Ta) é moi duro, dúctil, ten unha alta resistencia á corrosión, unha alta condutividade eléctrica e térmica e pódese soldar. O tántalo ten unha temperatura de fusión moi alta de 5463 °F ou 3017 °C. A microestrutura do tántalo é cúbica centrada no corpo (BCC). Moer o tántalo non é práctico debido á súa alta dureza. Naturalmente, o tántalo é brando na súa forma pura.

Pero normalmente alíase para obter propiedades mecánicas máis elevadas. O tántalo ten unha tenacidade moi alta a temperatura ambiente e a baixa temperatura, como se informa en diversas publicacións. O tántalo é un bo material refractario debido ao seu alto punto de fusión, pero o seu custo é un factor clave.

Debido ao seu alto punto de fusión, dureza e resistencia, o tántalo úsase en motores de avións, equipos eléctricos, implantes cirúrxicos e na manipulación de substancias corrosivas en laboratorios.

2. Especificacións dos materiais

Especificacións estándar: ASTM B364, B365, B521, B708 ​​e F560

Materiais estándar de tántalo e números UNS: R005200, R05400 (tántalo puro), R05252 (tántalo aliado ao 2.5 %), R05255 (tántalo ao 10 %).

3. Debido á súa excelente maquinabilidade e ductilidade a baixa temperatura, o tántalo ten unha boa resistencia a altas temperaturas de ata 3500 °C (1926 °F), o que o converte nunha aliaxe ideal para compoñentes aeroespaciais. As aliaxes de tántalo pódense dividir en dúas categorías:

1) Ta-10W-2.5Moly, Ta-5W-2.5Moly e Ta-8W-2Hf (aliaxe reforzada por solución sólida)

(2) Ta-9.6W-2.4Hf-0.01C, Ta-6.5W-3.0Re-1.0Hf-0.3Zr-0.025Y e outros sistemas de aliaxes complexos que empregan o fortalecemento por solución sólida e/ou o fortalecemento por dispersión.

Tab. composición química da folla de tántalo ASTM B708 ​​RO5252, %

4. Varilla/fío de soldadura para soldadura TIG de tántalo

A maior parte da soldadura de tántalo realízase mediante TIG autóxeno, o que significa que non se require fío de recheo para a soldadura. Se é necesario engadir fío de recheo, pódese cortar e fabricar co mesmo material que se vai soldar. Os fíos finos pódense cortar da lámina de tántalo mediante cizallamento, xa que o cizallamento non causa ningún dano térmico ao material, o que pode ser un problema se se usa a rectificación.

Como metal altamente reactivo, o tántalo require un alto grao de coidado durante a soldadura. Unha vez que a superficie do tántalo alcanza os 600 °F, requírese unha capa de gas inerte para evitar a fragilización do material. Emprega argón ou helio ou unha mestura de ambos como protección para evitar esta fragilización. Calquera fragilización debido á absorción de osíxeno ou hidróxeno resulta nunha perda de ductilidade do material. Polo tanto, o tántalo debe soldarse nunha cámara de gas inerte para obter soldaduras de máxima ductilidade.

5. Soldabilidade das aliaxes de tántalo

Aínda que o tántalo ten boa soldabilidade, cómpre limpalo axeitadamente antes do seu uso e, para obter a mellor calidade de soldadura, debe soldarse nunha cámara de gas inerte. En xeral, a soldadura do tántalo vese afectada polos seguintes catro factores:

(1) Impurezas intersticiais,

(2) Parámetros de soldadura, (3) Elementos de aliaxe e (4) Microestrutura da soldadura

A soldadura por resistencia é unha alternativa á soldadura con tántalo e pódese realizar con equipos convencionais. Debido á maior temperatura de fusión do tántalo en comparación co aceiro ao carbono ou as aliaxes de aceiro inoxidable, requírense correntes de soldadura máis elevadas durante a soldadura por resistencia. O tempo de permanencia para a soldadura por resistencia debe manterse baixo para evitar o sobrequecemento da superficie exterior da unión soldada.