کیا وجہ ہے کہ ٹائٹینیم مرکب اور ایلومینیم کو ویلڈ کرنا مشکل ہے؟

ٹائٹینیم مرکب ایک ہلکا پھلکا، اعلی طاقت، سنکنرن مزاحم مواد ہے. اس کی بہترین خصوصیات کی وجہ سے، یہ بڑے پیمانے پر ایرو اسپیس، طبی سامان، کیمیائی صنعت اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، ٹائٹینیم مرکب کی ویلڈنگ کی کارکردگی نسبتاً ناقص ہے، بنیادی طور پر درج ذیل وجوہات کی بناء پر:
آکسائڈ پرت کی تشکیل:ٹائٹینیم مرکب کی سطح پر ایک ٹھوس آکسائیڈ پرت آسانی سے بن جاتی ہے۔ یہ آکسائیڈ تہہ نہ صرف ویلڈنگ کے عمل کے دوران مشکلات کو بڑھاتی ہے بلکہ ویلڈنگ کی طاقت کو بھی کم کرتی ہے۔ ویلڈنگ سے پہلے، کچھ خاص پریٹریٹمنٹ طریقے، جیسے کہ اچار یا مکینیکل پالش کرنا، عام طور پر آکسائیڈ کی تہہ کو ہٹانے اور اس طرح ویلڈنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے درکار ہوتے ہیں۔
کم تھرمل چالکتا:ٹائٹینیم کھوٹ کی تھرمل چالکتا نسبتاً کم ہے، جس کے نتیجے میں ویلڈ کے قریب درجہ حرارت کا ایک بڑا میلان ہوتا ہے، جو آسانی سے ویلڈنگ کی خرابی اور دراڑ کا سبب بن سکتا ہے۔ درجہ حرارت کے میلان کو کم کرنے کے لیے اکثر ایسے اقدامات کو اپنانا ضروری ہوتا ہے جیسے پہلے سے گرم کرنا اور ویلڈنگ کی رفتار کو کنٹرول کرنا، جس سے ویلڈنگ کے عمل کی پیچیدگی بڑھ جاتی ہے۔
ہائیڈروجن حساسیت:ٹائٹینیم الائے ہائیڈروجن کے لیے حساس ہے اور ویلڈنگ کے عمل کے دوران آسانی سے ہائیڈروجن جذب کر لیتا ہے، جس کے نتیجے میں ہائیڈروجن کی خرابی ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن کی خرابی ویلڈڈ جوڑوں کے ٹوٹنے والے فریکچر کا سبب بن سکتی ہے، لہذا کچھ اقدامات کرنے کی ضرورت ہے، جیسے ویلڈنگ کے ماحول میں ہائیڈروجن کے مواد کو کنٹرول کرنا، ہائیڈروجن کی خرابی کے خطرے کو کم کرنے کے لیے۔

منتخب تحلیل:ٹائٹینیم الائے اعلی درجہ حرارت پر کچھ دھاتی عناصر کے ساتھ انتخابی تحلیل کا شکار ہے، ایک ٹوٹنے والا مرحلہ بنتا ہے، جو ویلڈڈ جوڑوں کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ لہذا، ویلڈنگ کے مواد اور ویلڈنگ کے عمل کو منتخب کرتے وقت اس انتخابی تحلیل سے بچنے کے لیے خصوصی توجہ دینے کی ضرورت ہے۔
ہائی پگھلنے کا نقطہ:ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کے نسبتاً زیادہ پگھلنے والے مقام کو ویلڈنگ کے عمل کے لیے اعلی درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے، اس طرح توانائی کی کھپت اور ویلڈنگ کے سامان کی ضروریات میں اضافہ ہوتا ہے۔
ان مسائل کو حل کرنے کے لیے، ٹائٹینیم مرکبات کی ویلڈنگ کو عام طور پر خصوصی ویلڈنگ کے عمل کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، بشمول انرٹ گیس شیلڈ ویلڈنگ، الیکٹران بیم ویلڈنگ، لیزر ویلڈنگ اور دیگر جدید ویلڈنگ ٹیکنالوجیز۔ اس کے علاوہ، مناسب ویلڈنگ کے مواد کا انتخاب، ویلڈنگ کے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنا، اور پری ٹریٹمنٹ کے طریقے اپنانا بھی ٹائٹینیم الائیز کی ویلڈنگ کے معیار کو بہتر بنانے کے اہم ذریعہ ہیں۔

خلاصہ یہ کہ ٹائٹینیم کھوٹ اور ایلومینیم کو ویلڈ کرنا مشکل ہونے کی وجوہات درج ذیل ہیں:
1. ایلومینیم اور ٹائٹینیم آکسیجن کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔
⑴ ایلومینیم آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے ایک گھنے اور ریفریکٹری Al2O3 (آکسائیڈ فلم) بناتا ہے جس کا پگھلنے کا نقطہ 2050 ڈگری تک ہوتا ہے، جو دو بنیادی مواد کے امتزاج میں رکاوٹ بنتا ہے اور ویلڈ کو شامل کرنے کا خطرہ بناتا ہے۔
⑵ٹائٹینیم 600 ڈگری پر آکسائڈائز ہونا شروع کر دیتا ہے۔ درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، آکسیڈیشن اتنا ہی سنگین ہوگا، TiO2 (ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ) بنتا ہے، ویلڈ میں ایک درمیانی ٹوٹنے والی تہہ بنتا ہے، پلاسٹکٹی اور سختی کو کم کرتا ہے۔
2. ایلومینیم اور ٹائٹینیم مختلف درجہ حرارت پر مختلف ردعمل کا اظہار کرتے ہیں۔
⑴ 1460 ڈگری پر، ایلومینیم اور ٹائٹینیم ایک TiAl (ٹائٹینیم ایلومینائیڈ) مرکب بناتے ہیں جس میں 36.03% ایلومینیم ماس فریکشن ہوتا ہے، جو دھات کی ٹوٹ پھوٹ کو بڑھاتا ہے۔
⑵ ایلومینیم اور ٹائٹینیم ایک TiAl3 (ٹائٹینیم ٹرائیلومینائیڈ) مرکب بناتے ہیں جس میں 1340 ڈگری پر 60% سے 64% ایلومینیم ماس فریکشن ہوتا ہے۔
⑶ ایلومینیم اور ٹائٹینیم کے پگھلنے کے بعد، جب ٹائٹینیم کا بڑے پیمانے پر حصہ 0.15% ہوتا ہے، تو ایلومینیم میں ٹائٹینیم کا ٹھوس محلول بنتا ہے۔
3. ایلومینیم اور ٹائٹینیم کی باہمی حل پذیری بہت کم ہے۔
⑴665 ڈگری پر، ایلومینیم میں ٹائٹینیم کی حل پذیری 0.26%~0.28% ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، حل پذیری کم ہوتی جاتی ہے۔
⑵جب درجہ حرارت 20 ڈگری تک گر جاتا ہے، تو ایلومینیم میں ٹائٹینیم کی حل پذیری 0.07% تک گر جاتی ہے، جس سے دو بنیادی مواد کو یکجا کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔
ٹائٹینیم میں ایلومینیم کی حل پذیری زیادہ محدود ہے، جس کی وجہ سے دو بنیادی مواد کے درمیان ویلڈز کی تشکیل بہت مشکل ہو جاتی ہے۔
4. ایلومینیم اور ٹائٹینیم اعلی درجہ حرارت پر مضبوط پانی جذب کرتے ہیں۔
⑴مائع ایلومینیم ہائیڈروجن کی ایک بڑی مقدار کو تحلیل کر سکتا ہے، لیکن یہ ٹھوس حالت میں تقریباً ناقابل حل ہے۔ جیسا کہ ویلڈ مضبوط ہوتا ہے، ہائیڈروجن کے پاس فرار ہونے اور سوراخ بنانے کا وقت نہیں ہوتا ہے۔
⑵ہائیڈروجن میں ٹائٹینیم میں زیادہ حل پذیری ہوتی ہے۔ کم درجہ حرارت پر، ہائیڈروجن سوراخوں میں جمع ہو جاتی ہے، جس سے ویلڈ کی پلاسٹکٹی اور سختی کم ہوتی ہے اور آسانی سے ٹوٹنے والی دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔
5. ایلومینیم ٹائٹینیم اور دیگر نجاست کے ساتھ ٹوٹنے والے مرکبات بناتا ہے۔
⑴ ایلومینیم اور آکسیجن سے بننے والا آکسائیڈ دھات کی ٹوٹ پھوٹ کو بڑھاتا ہے اور ویلڈنگ کو مشکل بنا دیتا ہے۔
⑵ٹائٹینیم اور نائٹروجن مل کر ٹائٹینیم نائٹرائڈ بناتے ہیں، جو دھات کی پلاسٹکٹی کو کم کرتا ہے۔
⑶ٹائٹینیم اور کاربن فارم کاربائیڈز۔ جب کاربن کا بڑے پیمانے پر حصہ 0.28% سے زیادہ ہو تو، دونوں بنیادی دھاتوں کی ویلڈیبلٹی نمایاں طور پر خراب ہو جائے گی۔
6. ایلومینیم اور ٹائٹینیم مختلف درجہ حرارت پر مختلف ردعمل کا اظہار کرتے ہیں۔
⑴ ایلومینیم اور ٹائٹینیم کی تھرمل چالکتا بہت مختلف ہے۔ ایلومینیم (206.9W·m-2·K-1) ٹائٹینیم (13.8W·m-2·K-1) ​​سے تقریباً 16 گنا بڑا ہے۔
⑵ ایلومینیم اور ٹائٹینیم کے لکیری توسیع کے گتانک بہت مختلف ہیں، اور ایلومینیم ٹائٹینیم سے تقریباً 3 گنا بڑا ہے۔ دباؤ کے تحت کریکنگ کا شکار۔
7. ایلومینیم اور ٹائٹینیم میں مرکب عناصر جلتے اور بخارات بن جاتے ہیں۔
⑴جب ایلومینیم یا ایلومینیم مرکب پگھلتا ہے تو اس سے کم پگھلنے والے عناصر جیسے میگنیشیم، زنک وغیرہ جلنا یا بخارات بننا شروع ہو جاتے ہیں۔
⑵ جب ٹائٹینیم یا ٹائٹینیم مرکب کا پگھلنے کا نقطہ (1677 ڈگری) تک پہنچ جاتا ہے تو، ایلومینیم جیسے مرکب عناصر جلتے ہیں اور زیادہ بخارات بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں ویلڈ کی ناہموار کیمیائی ساخت اور طاقت کم ہوتی ہے۔