FI65177C - Saett att foga aluminium till titan genom svetsning och en svetsprodukt aostadkommen haerigenom - Google Patents

Description

1 65177

Tapa liittää alumiini titaaniin hitsaamalla ja siten aikaansaatu hitsaustuote Tämä keksintö kohdistuu tapaan liittää alumiini titaaniin hitsaamalla ja käyttäen niin paljon hitsausener-giaa, että titaani ja alumiini sulavat railopinnalla. Lisäksi tämä keksintö kohdistuu hitsaustuotteeseen, jossa titaani on liitetty hitsaamalla alumiiniin.

Kun ruokasuolaa elektrolysoidaan käytetään nykyisin usein titaanista kuoriosaa, ainakin kennon sillä sivulla, johon anodit on kiinnitetty. Tällöin anodit ovat tavallisesti perusaineeltaan titaania. Kennon kuori-osa, jonka toiselle puolelle anodit on kiinnitetty, tai kennon kuoriosan läpi viedyt anodien päät on sitten pulttiliitoksella kiinnitetty alumiinisiin virtajohti-miin. Tällaiset pulttiliitokset aiheuttavat ylimeno-vastuksia ja täten energiahäviöitä ja ovat siten epätoivottavia .

Koska juuri elektrolyysikennon kohdalla on nähty tarvetta alumiinin ja titaanin liittämiseksi toisiinsa, on tätä varten kehitetty useita menetelmiä.

Englantilaisessa patentissa 1 125 493 on keinoina mainittu valssaus, räjäytysliitos tai vastushitsaus. Koska valssauksessa tarvitaan suuri voima metallurgisen sidoksen aikaansaamiseksi alumiinin ja titaanin välille, on menetelmä hankala. Tällöin joudutaan rajoittumaan varsin ohuisiin levyihin eikä menetelmä sovi paksujen virtakiskojen tai säiliöiden alumiinisten tukirakenteiden kiinnittämiseen. Valssaus on sitä paitsi suoritettava erikoislaittein varustetuissa konepajoissa eikä sovi paikan päällä tehtäväksi. Räjäytysliittämällä 65177 voidaan titaani ja alumiini liittää toisiinsa. Menetelmä on kuitenkin varsin hankala ja kallis paksujen virtakiskojen kiinnittämiseksi elektrolyysikennon ti-taaniseen kuoriosaan. Toimenpide voidaan lisäksi suorittaa vain erikoislaittein varustetuissa laitoksissa.

Jos elektrolyysikennon titaaninen kuoriosa on tällä tavalla "pinnoitettu" alumiinilevyllä, täytyy alumiiniset virtakiskot vielä kiinnittää eri hitsauksella alumiinisiin virtajohtimiin. Lisäksi putkiyhteiden teko tällaiseen Ti-Al-kuoriosaan vaikeutuu, jos verrataan tilannetta pelkkään titaaniseen kuoriosaan, johtuen kuoriosan kahdesta materiaalista. Koska alumiini johtaa hyvin sähköä ja lämpöä, voidaan vastushitsauksella vuorostaan kiinnittää vain ohuita alumiinilevyjä titaanilevyihin. Niinpä mainitussa patentissa on kiinnitettävien Al-levy-jen suurimmaksi paksuudeksi mainittu n. 3 mm.

Englantilaisessa patentissa 1 127 484 on räjäytysliittä-misen lisäksi mainittu juottaminen ja kovajuottaminen, jolloin tasainen titaanilevy on kiinnitetty verrattain paksuihin alumiinisiin aluslevyihin. Juottaminen ja kova-juottaminen ovat varsin hankalia toimenpiteitä, koska sekä alumiinista että titaanista on ensin poistettava oksidikalvo, jonka jälkeen kappaleet on pidettävä oksi-divapaina, esim. tyhjössä tai suojakaasussa, kunnes juotos on suoritettu. Lisäksi tarvitaan tavallisesti useampia lisäaineita.

Patentissa on myös mainittu kennosta esiintyöntyvien ulokkeiden valaminen alumiinilla. Valamisoperaatio on vaikea suorittaa varsinkin kun on kyse verrattain paksuista virtakiskoista. Jos valamista käytettäisiin vir-takiskojen kiinnittämiseen, aiheuttaisi titaanin pinnalle jäänyt oksidikalvo, jonka sulamispiste on paljon korkeampi kuin valamislämpötila, sähkövastuksen omaavan kerroksen ja täten energiahäviöitä virtaa johdettaessa. Valamista ei tästäkään syystä voida käyttää virtakis- 65177 koille. Menetelmä ei myöskään tule kysymykseen suurien säiliöiden tukirakenteiden kiinnittämisessä, koska menetelmä olisi käytännössä vaikea toteuttaa ja mainittu oksidikalvo heikentäisi rakenteen lujuutta.

Englantilaisessa patentissa 1 522 622 on käytetty valamiseen rinnastettavissa olevia sulahitsausmenetelmiä. Tällöin on kitkahitsauksella kiinnitetty titaanisen elektrolyysikennon kuoriosaan alumiinitappeja. Tappeja pyöritetään hydraulimoottorilla, niin että tappien titaania vastaan olevat kosketuspinnat sulavat. Menetelmä on varsin hankala, koska tapit täytyy virtakiskoja käytettäessä vielä jollain tavalla yhdistää näihin. Lisäksi liitostapa rajoittuu vain pyörähdyskappaleisiin.

Edellä mainitussa patentissa on myös mainittu kondensaattorin purkaushitsaus. Tämä on myös eräänlainen vastus-hitsaus, jolloin hitsattavat kappaleet puristetaan vastakkain, jonka jälkeen sähköpurkaus johdetaan hitsattavien kappaleiden läpi, jolloin alumiini sulaa. Alumiinin korkea sähkön- ja lämmönsiirtokyky rajoittaa liitettävien kappaleiden paksuuden tai poikkipinta-alan verrattain ohuisiin tai poikkipinta-alaltaan pieniin kappaleisiin, koska paksujen kappaleiden ollessa kyseessä sähkö ja lämpö siirtyvät nopeasti sivusuunnassa, jolloin riittävää lämpöenergiaa hitsauksen suorittamiseksi hitsattaville kohdille ei saada aikaan.

Saksalaisessa patenttihakemuksessa DOS 2735059 esitetty erikoisjuottaminen vaatii useita toimenpiteitä ja lisäaineita sekä erikoisvälineet. Menetelmä on tämän vuoksi hankala.

Englantilaisessa patentissa 1 237 090 on esitetty, että titaania voitaisiin hitsata TIG-hitsauksella alumiiniin. On todettava, että kyseessä ei ole varsinainen kaasukaarihitsaus, vaan sulatusprosessi, koska lisäai- 4 651 77 netta (hitsauslankaa) ei ole käytetty. Patentissa todetaan, että liitettävien osien täytyy olla tarpeeksi ohuita ollakseen joustavia. Voidaan todeta, ettei menetelmällä voida liittää toisiinsa paksumpia kappaleita. Normaaleihin hitsausliitoksiin menetelmää ei voida käyttää, koska sulan koostumuksesta tulee säätelemätön ja tämän vuoksi ei Ti- ja Al-kappaleita saada luotettavasti liitettyä toisiinsa. Toisaalta ei patentissa ole esitetty miten sulaa voitaisiin säädellä muutoin kuin sillä, että Alm paksuus täytyy olla vähintäin 4 kertaa suurempi kuin liitettävän titaanin paksuus. Tällaiset paksuusvaatimukset rajoittaisivat konstruktiot hyvin suppealle alueelle.

Kaikki tällaiset monimutkaiset menetelmät johtuvat tietysti siitä, että esim. kaasukaarihitsausta ei ole kyetty soveltamaan titaanin ja alumiinin väliseen hitsaukseen, koska tällöin syntyy hauraita metallien välisiä yhdisteitä.

Suomalaisessa patentissa 58656 (pat.hak. 781803) on kuitenkin kyetty soveltamaan kaasukaarihitsausta alumiinisten virtajohtimien kiinnittämiseksi suoraan esim. elektrolyysikennon titaaniseen kuoriosaan.

Suomalaisessa patentissa 58164 (pat.hak. 792639) on vuorostaan kyetty käyttämään kaasukaarihitsausta alumiinisten tukirakenteiden ja jäykisteiden kiinnittämiseksi titaanisiin säiliöihin, jolloin säiliölle on saatu helppo ja luja tukirakenne ja vältytty aikaisemmin käytetyiltä monimutkaisilta konstruktioilta.

Vaikka kaasukaarihitsausta onkin pystytty soveltamaan, ei menetelmän hallittavuus kuitenkaan ole ollut paras mahdollinen.

Nyt on yllättäen todettu, että käyttämällä hitsauksessa tiettyä lämpötilaa, joka voidaan helposti hallita kau- 5 65177 pallisilla laitteilla, voidaan hitsaus suorittaa varmasti ja toistettavasta, niin että saadaan luja liitos titaanin ja alumiinin välille, joka liitos myös kestää lämpötilavaihteluita.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti käytetään hitsauksessa suojakaa-sua ja alumiini lisäainetta sekä vain niin paljon energiaa, että lämpötila titaanin puoleisella railopinnalla on noin 2000°C tai pysyy 2000°C:n alapuolella, mutta kuitenkin titaanin sulamispisteen yläpuolella. Hitsisauman keskisulan lämpötila on tällöin korkeintaan 1500°C ja edullisesti keskimäärin 500-800°C alempi kuin titaanin puoleisen railopinnan korkein sallittu lämpötila. Alumiinin puoleisella railopinnalla lämpötila sen sijaan ylittää alumiinin sulamispisteen. Tällä tavoin aikaansaadussa hitsaustuotteessa on titaanin puoleisen sularajan läheisyydessä oleva β-faasi pääasiallisesti ainoastaan epäyhtenäistä β-faa-sia (Al^Ti), joka on hajallaan alumiinimatriisissa. Keksinnön mukaisella tavalla hitsattaessa saadaan hitsi-sulan määrä pysymään alhaisena, niin että siihen liukenee mahdollisimman vähän titaania ja edullisesti titaanin puoleisen sularajan läheisyyteen on saostunut korkeintaan 15 % titaania alumiinimatriisiin.

Keksinnön mukaisessa tavassa voidaan käyttää kaikkia kaasukaarihitsausmenetelmiä, kuten TIG-, MIG- ja plasma-hitsausta, mutta myös sellaisia hitsausmenetelmiä, jossa energiaa ei tuoda hitsauselektrodin tai elektrodien avulla, vaan suoraan, kuten esim. laser-hitsauksessa.

Hitsattaessa titaania ja alumiinia toisiinsa käyttäen alumiinista lisäainetta (hitsauslankaa) on oleellisena piirteenä se, että titaanin puoleisella railopinnalla lämpötila on korkeintaan noin 2000°C, edullisesti lähellä titaanin sulamispistettä (1672°C), esim. 1750°C.

» ; .

6 65177

Jos hitsaus suoritetaan liian suurella energiamäärällä lämpötila kohoaa selvästi yli 2000°C:een, jolloin syntyy suuri hitsisula, ja titaania seostuu runsaasti alumiiniin. Kun tällainen hitsisula jähmettyy, syntyy titaanin puoleiselle liitosrajalle hyvin titaani-alumiiniyhdisteitä: γ, 6 ja β-faaseja &STM Metals Handbook, Voi. 8, Metallography, Structures and Phase Diagrams 8th. Ed. 1973, s. 264). Nämä muodostavat yhtenäiset kerrokset titaanin pinnalta lähtien järjestyksessä γ, δ, β. Näistä ainakin β-faasi on hauras. Koska alumiinin lämpölaajenemiskerroin on lähes kolme kertaa niin suuri kuin titaanin, syntyy hitsatun alueen jäähtyessä titaanin ja alumiinisen hitsin rajavyöhykkeeseen suuria jännityksiä. Näiden jännitysten vaikutuksesta yhtenäinen, hauras β-faasikerros murtuu ja hitsi rikkoutuu β- ja γ-faasien rajavyöhykkeestä. Kun lämpötila titaanin puoleisella railopinnalla pidetään noin 20OO°C:ssa tai sen alapuolella, titaania liukenee alumiiniin huomattavasti edellistä vähemmän ja hitsin jähmettyessä titaanin ja hitsisulan rajalle syntyy ohut epäyhtenäinen β-faasikerros (AIgTi) sekä titaanin läheisyyteen alumiinimatriisiin hajalleen β-rakeita. Tällainen liitos on luja, koska titaanin rajalle ei muodostu yhtenäistä haurasta β-faasikerrosta.

Alumiinin puoleisella railopinnalla lämpötilan täytyy olla alumiinin sulamispistettä korkeampi eli yli 660°C. Jos lämpötila titaanin puoleisella railopinnalla kohoaa yli 2000°C;een, nousee lämpötila alumiinin puoleisella sula-rajalla niin korkeaksi, ettei saada enää hyvää liitosta. Käytännössä keskisulan keskilämpötila asettuu n. 500-800°C alemmaksi kuin titaanin puoleisen sularajan maksimilämpötila. Jos titaanin puolella railopinnan lämpötila on korkeintaan noin 200O°C, keskilämpötila ei juuri kohoa yli 1500°C:n, ja alumiinin puoleisesta liitoksesta tulee hyvä. Tällöin ei myöskään titaanin rajalle synny merkittävästi γ- eikä δ-fäaseja eikä yhtenäistä β-faasikerrosta, joten hitsisaumasta kokonaisuudessaan tulee 65177 pitävä. Periaatteessa voidaan toimia matalammassakin lämpötilassa kuin edellä on esitetty, koska merkittävää seostumista ei liitoksen kannalta tarvita. Tällöin on kuitenkin vaarana kylmäjuoksu, joka vuorostaan heikentää hitsin lujuutta. Käytännön alaraja keskisulan lämpötilalle on 1000-1100°C.

Edellä on esitetty, että hitsisulan tulee olla mahdollisimman pieni, jotta titaanin ja alumiinin sulaminen olisi mahdollisimman pieni. Tämä on tietysti suhteellinen käsite koska esim. TIG-hitsauksessa helposti syntyy suurempi sula kuin laser-hitsauksessa, jossa energia-suihku voidaan tarvittaessa kohdistaa pienelle alueelle.

Lisäksi on huomattava, että alumiinilisäaineena (hit-sauslanka) tai alumiiniperusaineena (hitsattava kappale) voidaan käyttää myös sellaisia seoksia, joissa alumiinin pitoisuus ei vastaa puhtaan tai lähes puhtaan alumiinin pitoisuuksia. Tällöin perusaineseoksissa ja alumiinilisäaineessa ei saa olla enempää kuin 10 %, edullisesti vähemmän kuin 5 % titaania.

Edellä olevasta ilmenee, että esitetyllä lämpötila-alueella voidaan titaanin ja alumiinin seostuminen saada vähäiseksi, jolloin hitsisaumasta tulee luja. Käytännössä em. lämpötila-alueen saavuttaminen on helppo toteuttaa säätämällä hitsauksessa käytettyjä energia-määriä. Esim. MIG-hitsauksessa tämä suoritetaan jännitteen avulla ja TIG-hitsauksessa virranvoimakkuuden avulla. Lisäksi hitsauslangan syöttönopeudella voidaan hitsausprosessia säätää. Esimerkeissä 1-3 on kuvattu hitsausprosessin säätämistä.

Keksinnön mukaista hitsausmenetelmää käytettäessä ei titaanin ja alumiinin paksuuksien suhteen ole rajoi- 65177 tuksia. Esim. päittäishitsaus voidaan suorittaa yhtä paksuille Ti- ja Al-kappaleille. Normaalia pienahit-sausta suoritettaessa ei hitsattavien kappaleiden keskinäisillä paksuussuhteilla ole merkitystä, koska ne eivät kauttaaltaan sula, vaan hitsisauma Ti:n rajapinnalla muodostuu hitsauslisäaineesta (hitsauslangasta).

Keksinnön mukaisella hitsaustavalla voidaan edullisesti hitsata alumiinisia virtakiskoja esim. elektrolyysi-kennon titaaniseen kuoriosaan, jolloin itse liitostapa on yksinkertainen. Lisäksi saavutetaan se etu, ettei titaanin ja alumiinin välille synny ylimenovastusta kuten esim. on asianlaita pulttiliitoksia käytettäessä.

Keksinnön mukaista titaanin ja alumiinin yhteenhitsaus-ta voidaan edullisesti soveltaa myös titaanisten säiliöiden, kiteyttimien yms. laitteiden tukirakenteiden ja jäykisteiden tekoon. Säiliön ollessa kyseessä tarvitaan tavallisesti koko säiliön kiertävä tukirakenne.

Tämä on ennen voitu suorittaa esim. siten, että titaani-sen säiliön ympärille hitsataan titaaninen verrattain ohut laippa. Tähän poratataan riittävien ja tasavälein olevien etäisyyksien päähän reikiä. Varsinainen teräs-jäykiste, jossa on vastaavat reiät kiinnitetään sitten säiliön seinämään hitsattuun titaaniseen laippaan pulteilla. Käyttämällä keksinnön mukaista Ai-hitsausta voidaan alumiininen jäykisterengas hitsata suoraan titaanisen säiliön seinämään. Tällöin tarvitaan korkeintaan sama määrä hitsaustyötä kuin titaanilaippaa kiinnitettäessä, mutta koko monimutkainen teräsjäykistekon-struktio jää pois. Kun titaania hitsattaessa käytännön syistä johtuen joudutaan usein käyttämään TIG-hitsaus-ta, voidaan alumiinirengas hitsata myös MIG-hitsauksel-la, jolloin hitsausaika vähenee n. puoleen, koska TIG-hitsaus on paljon hitaampaa suorittaa kuin MIG-hitsaus.

65177

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla ja viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisella tavalla hitsattuja näytekappaleita päältä ja sivulta, kuvio 3 esittää mikroskooppivalo-kuvaa hitsiä vastaan kohtisuorasta leikkauksesta, vetokap-paleen hitsiaineen ja titaanilevyn raja-alueelta läheltä hitsinjuurta, ja kuvio 4 esittää kohtisuoraa leikkausta kolmen vetosauvan murtumaa vastaan.Hitsiaineessa on paikoitellen katkenneita 3-rakeita.

Kuvioissa 1 ja 2 titaani on merkitty viitenumerolla 1, alumiini viitenumerolla 2 ja hitsisauma viitenumerolla 3.

Esimerkki 1 TIG-hitsauksessa käytettiin hitsausmuuntajaa LI-350K (Kemppi Oy, Suomi). 6 mm:n paksuiseen Ti-levyyn hitsattiin alumiinipalkoa käyttäen lisäaineena 3 mm:n läpimittaista n. 99 %:sta Al-lankaa. Koneen kaarijännite oli 29-34 V ja nimellisvirta säädettiin 75 A:iin ja hitsausnope-us n. 200 mm/min. Sulan säätämiseksi Al-hitsauslanka syötettiin Wolfram-elektrodin jäljessä. Titaanin suurin lämpötila oli n. 1900°C. Tällöin saatiin hyvä hitsausliitos, jossa seostuminen lähellä Ti:n puoleista sularajaa oli n. 5 %.

Kun nimellisvirta nostettiin 80 A:iin nousi titaanin suurin lämpötila n. 2100°C:een. Tällöin seostuminen lähellä titaanin puoleista sularajaa oli varsin runsasta, n. 20 %, ja saatiin hauras hitsi.

Esimerkki 2

Suoritettiin sarja MIG-hitsauskokeita. Käytettiin hitsaus-muuntajaa RA 325 (Kemppi Oy, Suomi).

5 mm:n titaanilevyyn hitsattiin Al-kiskoa, jonka poikki- 10 65177 pinta-ala oli 20 nun x 35 mm- Lisäaineena käytettiin 1,2 mm:n läpimittaista n. 99 %:sta Al-lankaa. Laitteen jännitettä säädeltiin eri arvoihin. Jännitearvoilla 31-25 V saatiin hyvä hitsaustulos. Yli 31 V:n arvoilla saatiin hauras hitsi ja alle 25 V:n arvoilla alkoi hitsisaumas-sa esiintyä kylmäjuoksua, joka vähensi hitsisauman lujuutta.

Hitsausliitosten hyvyyttä voidaan mitata eri tavoilla. Yksi tavallinen tapa on ilmoittaa ns. 0,2 %-raja, joka ilmoittaa sen voiman, joka tarvitaan 0,2 %:n venymän aikaansaamiseksi. Toinen tavallisesti käytetty lujuus-mitta on murtolujuus.

Esimerkki 3

Seuraavassa on esitetty tuloksia erilaisille vetosau-voille, joille on suoritettu vetokokeita SF-standardin 3173 mukaan.

Sauvan Sauvan „ 2-rai Murto- Kokeen n:o leveys paksuus ' lujuus Näyte- suoritus nm nm N/irm N/frm^ kappale hitsauk sesta 1 14,9 9,7 56 94 kuvio 1 1 viikko 2 15,0 10,0 54 96 kuvio 1 1 viikko 3 15,0 9,8 94 102 kuvio 2 1 vuosi 4 15,0 9,8 94 114 kuvio 2 1 vuosi 5 14,8 9,8 101 101 kuvio 2 1 vuosi 6 15,5 9,7 130 193 pelkkä Al- 7 15,2 9,0 124 190 perusaine

Valmistajan ilmoittamat arvot hitsauksessa käytetyille materiaaleille:

Ti (noin 99,5% Ti) 0,2 raja - 274 N/urn2 murtolujuus 390-540 N/fan2 AI (97,2-99,2% Ai) " = 176 " " = 216

Ai-lanka 0 1,2 mn (n. 99,5% AI) " = 59 " " ^ 69 11 65177

Vetosauvojen 0,2 raja ei ole täysin vertailukelpoinen materiaalien 0,2-rajaan, koska perusaineiden erilaiset lujuudet ja hitsauslisäaineen selvästi alhaisempi lujuus aiheuttavat sen, että pääasiallisin venymä tapahtuu hitsissä. Sen sijaan murtolujuus antaa hyvän kuvan hitsin lujuudesta.

Näytteissä 1-2 seostuminen oli vähäistä ja murtolujuudet olivat suuremmat kuin AI-lisäaineelle. Näytteissä 3-5 seostuminen oli vähäistä. Näytteet säilytettiin n. vuoden ennen kokeita. Hitsisaumat 3 olivat lisäksi pienemmät kuin sauvoissa 1-2. Näytteissä 3-5 oli tapahtunut vanhenemislu-jittumista.

Kuvio 4 esittää valokuvaa esimerkin 3 näytteiden 3-5 kohtisuorasta leikkauksesta murtumaa vastaan. Kaikissa näissä vetokokeissa oli murtuminen tapahtunut pääasiallisesti hitsin keskeltä eikä seuraten sularajoja. Näytteissä 3-5 oli hitsissä $-faasia runsaammin kuin näytteissä 1 ja 2. Hitsin lujuus on kasvanut läheltä titaania enemmän kuin muualta ja tämä johtuu runsaammasta g-faasin esiintymisestä. Lujuusominaisuuksiltaan hyvässä hitsissä on jonkin verran β-rakeita. Tällainen hitsi, hitsiä vasten kohtisuora leikkaus, on esitetty kuviossa 3.

On huomattava, että Al-perusaineessa 2 tapahtuu hitsauksen yhteydessä osittaista pehmenemistä, koska käytetty Al-materiaali 2 oli liuotushehkutettua ja keinovanhennettua. Sama pehmeneminen tapahtuu myös Al-koesauvojen (n:o 6-7) työstön yhteydessä mikä näkyy siitä, etteivät saadut tulokset olleet saunat kuin valmistajan ilmoittamat arvot. Tuloksista käy selvästi ilmi se, että hitsin 3 lujuus on suurempi kuin käytetyn Ai-lisäaineen ja täten saavutettua hit-saustulosta on pidettävä hyvänä.

Claims (6)

65177

1. Tapa liittää alumiini titaaniin hitsaamalla käyttäen suojakaasua ja alumiinilisäainetta sekä niin paljon hitsaus-energiaa, että titaani ja alumiini sulavat railopinnallaan, tunnettu siitä, että käytetään korkeintaan niin paljon hitsausenergiaa, että hitsisulan lämpötila titaanin puoleisella railopinnalla on korkeintaan noin 2000°C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että käytetään niin paljon hitsausenergiaa, että hitsisulan lämpötila titaanin puoleisella railopinnalla on vähintään titaanin sulamispisteessä ja edullisesti vähintään 1750°C.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunne t t u siitä, että käytetään niin paljon hitsausenergiaa, että hitsisauman seostumisvyöhykkeen keskisulan lämpötila on korkeintaan 1500°C ja edullisesti keskimäärin noin 500-800°C alempi kuin titaanin puoleisen railopinnan korkein sallittu lämpötila.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että käytetään niin paljon hitsaus-energiaa, että hitsisulan lämpötila alumiinin puoleisella railopinnalla on yli alumiinin sulamispisteen.

5. Hitsaustuote, jossa titaani on alumiinilisäaineella liitetty alumiiniin, jolloin perusaineseoksissa ja alumii-nilisäaineessa on korkeintaan 10 % ja edullisesti korkeintaan 5 % titaania, tunnettu siitä, että titaanin puoleisen sularajan läheisyydessä oleva β-faasi on pääasiallisesti ainoastaan epäyhtenäistä β-faasia, joka on hajallaan alumiinimatriisissa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen hitsaustuote, tunnettu siitä, että hitsisauman alumiinimatriisiin titaanin puoleisen sularajan läheisyyteen on seostunut korkeintaan 15 % ja edullisesti alle 8 % titaania alumiiniin.