Impact of chemical composition of brazing fluxes on quality and mechanical properties of titanium brazed joints

Titanium and its alloys are increasingly popular specialist structural materials used in modern technologies. In terms of operational properties, titanium is significantly better than other commonly applied structural materials. A crucial welding-related issue of today is durable joining of elements made of titanium and its alloys. One of the most popular and recommended joining methods, particularly in case of thin-walled elements of complicated geometry is brazing. Due to high reactivity of titanium, it should be brazed in vacuum or very pure, chemically neutral, controlled atmospheres. Brazing of titanium in air atmosphere (flame or induction brazing) requires highly active, fluoride, specialist brazing fluxes. Institute of Welding in Gliwice has conducted recipe- and technology-related research on brazing fluxes, which resulted in the development of a new flux characterised by high durability and good brazing properties. The article presents the outcome of the research, including the determination of the impact of the basic chemical components on the brazing properties of fluxes, preparation of recipes of fluxes and assessment of their brazing properties as well as the evaluation of quality and shear strength of brazed joints made with such fluxes.

Tytan oraz jego stopy stanowią specjalistyczne, coraz szerzej stosowane w nowoczesnej technice materiały konstrukcyjne, przewyższające pod względem właściwości eksploatacyjnych wiele dotychczas stosowanych powszechnie materiałów konstrukcyjnych. Ważnym i wciąż aktualnym problemem w dziedzinie spawalnictwa jest trwałe łączenie elementów wykonanych z tych materiałów. Jedna z bardziej popularnych i zalecanych metod ich łączenia, zwłaszcza w przypadku wyrobów cienkościennych o skomplikowanej geometrii, jest lutowanie twarde. Z uwagi na silną reaktywność tytanu i jego stopów bardziej odpowiedzialne elementy, lutuje się w próżni lub w bardzo czystych atmosferach kontrolowanych, neutralnych chemicznie. Dla procesu lutowania twardego tytanu w atmosferze powietrza (lutowanie płomieniowe lub indukcyjne) niezbędne są natomiast wysoko aktywne - fluorkowe, specjalistyczne topniki lutownicze. W Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach podjęto badania recepturowo - technologiczne nad topnikami tego typu zakończone opracowaniem nowego, topnika o wysokich właściwościach lutowniczych i trwałości. W prezentowanej poniżej pracy przedstawiono wyniki tych badań. Obejmują one określenie wpływu podstawowych składników chemicznych na właściwości lutownicze topników, tworzenie receptur topników i ocenę ich właściwości lutowniczych a także ocenę jakości oraz wytrzymałości na ścinanie wykonanych przy ich użyciu połączeń lutowanych.