Titaani ja titaaniseokset ovat hyviä materiaaleja diffuusiohitsaukseen

Titaani ja titaaniseokset ovat hyviä materiaaleja diffuusiohitsaukseen, koska niiden pintaoksidikalvot liukenevat helposti diffuusiolämpötiloissa. Käytettäessä nestediffuusiosidontaa, titaanipintojen rajapinnalle on asetettava kerros muuta metallia. Tyypillisesti tämä metalli voi muodostaa matalan sulamispisteen eutektin titaanin kanssa. Juottamisen kuumennusvaiheessa nestemäisen metallin virtaus sovitukseen on epäsäännöllistä. Myöhemmässä vaiheessa nestekerros diffundoituu perusmetalliin, jolloin hitsi jähmettyy kokonaan ennen lämpösyklin loppua.

Viime vuosina diffuusiohitsauksen soveltaminen titaanin ja sen seosten liitosmenetelmänä on herättänyt kiinnostusta. Puolijohdehitsauksella on seuraavat rajoitukset: pinnan tulee olla käytännössä optisesti tasainen; diffuusion on tapahduttava riittävän alhaisessa lämpötilassa, jotta se ei vaikuta lejeeringin ominaisuuksiin, joten diffuusio on hyvin hidasta. Nestediffuusiohitsaus muodostaa epävakaan nestekalvon rajapinnalle, mikä heikentää sovitustarkkuutta ja myös nopeuttaa diffuusioprosessia.

Koska korkeammat rajapintapaineet ja plastinen muodonmuutos korkeissa lämpötiloissa suosivat solid-state-liitosta, on joskus mahdollista yhdistää tämä sekvenssi kuumatyöstöprosessiin, joka pienentää materiaalin poikkileikkausalaa. Valssaava diffuusioliitos on esimerkki. Tässä prosessissa titaaniseososia pidetään titaanikuoressa, joka tyhjennetään ja suljetaan muottiin. Tämän tyyppiselle hitsausliitokselle on tunnusomaista hyvä lujuus, plastisuus ja korroosionkestävyys, mutta vaikeus on, että pinnan laatua ja prosessiparametreja on vaikea hallita ja ne voivat vaikuttaa tuotteen mittatarkkuuteen. Toinen vaikeus on, että kiinteän olomuodon staattiset diffuusioliitokset on tehtävä argonissa tai tyhjiössä.
Titaanitangon ja titaanilevyn hitsausprosessi:

(1) Titaanihitsaus voi olla kosketuspistehitsausta, saumahitsausta, argonkaarihitsausta, plasmahitsausta ja elektronisuihkuhitsausta ja muita tekniikoita.

(2) On yleisesti hyväksyttyä, että kaupallisesti puhdas titaani ja jotkin heikkolujat titaaniseokset ovat hitsattavia, mutta vahvemmat titaaniseokset eivät ole ihanteellisia, koska plastisuus on heikentynyt hitsauksen jälkeen.

(3) Titaania ei voida hitsata muihin metalleihin normaaleilla sulahitsausmenetelmillä, koska se muodostaa metalliyhdisteitä, jotka muodostavat erittäin hauraita hitsejä.