ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка титана и его сплавов из "Титан в новой технике " Эффективность применения титана и его оплавов в промышленности во многом зависит от успешного освоения методов сварки, от обеспечения необходимого качества сварных соединений, включая их коррозионную стойкость. При сварке титана встречаются затруднения, связанные прежде всего с его химической активностью при высоких температурах и особенно в рас -плавленном состоянии, склонностью к росту зерен при нагреве, структурными превращениями легированного титана при сварочном цикле, нередко приводящими к образованию хрупких фаз, и др. [c.81] Водород является основным источником образования пор при сварке титана. Он интенсивно выделяется из прилегаюших к шву участков околошовной зоны основного металла вследствие их высокого нагрева. В условиях быстрой кристаллизации пузырьки выделившегося водорода не успевают всплыть на поверхность шва и образуют поры. В техническом титане, обладающем хорошей свариваемостью, содержание водорода не должно превышать 0,01%, в легированных сплавах 0,005—0,008% [117]. [c.82] Легирующие элементы титановых оплавов в наибольшей степени влияют на изменение пластических свойств сварного шва и зоны термического влияния. Пластические свойства многих оплавов, содержащих хром, марганец, железо, молибден, ванадий и другие элементы, снижаются вследствие закалки металла из Р-области. При этом происходит превращение с образованием а -фазы, которая обладает более дисперсным строением и большей хрупкостью. В работе [107] исследована свариваемость некоторых двойных сплавов титана. Наиболее резкое изменение свойств в шве наблюдалось (рис. 20) в сплавах с хромом, молибденом, кобальтом. Введение олова и циркония практически не влияло на свойства шва. [c.82] Наиболее распространенным методом сварки титана является дуговая сварка плавлением в среде защитных инертных газов (рис. 21). Дуговая сварка в инертном газе производится автоматически или вручную неплавя-щимся вольфрамовым электродом без присадочного металла и с присадочным металлом—проволокой из технически чистого титана или из титанового сплава. [c.83] Рз ную аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом с присадочной проволокой используют при сварке металла толщиной от 1 до 15 мм и более. При сварке листов титана толщиной 3—4 мм разделка кромок не нужна, но обязателен зазор, равный примерно половине толщины листа. Для сварки листов толщиной более 4 мм до 10 мм рекомендуется производить V-образную разделку кромок под углом 60°. У листов толщиной более 10 мм делают Х-образн ю разделку кромок. [c.84] Так как ручная аргоно-дуговая сварка малопроизводительна и при ней труднее обеспечить эффективную защиту металла от воздуха, то по возможности стараются применять автоматическую сварку. Автоматическую аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом с присадочной проволокой применяют для сварки титана толщиной от 4 до 20 мм и более. Титан толщиной до 5—6 мм можно сваривать за один проход при больших толщинах используют сварку за несколько проходов. Автоматической аргоно-дуговой сваркой плавящимся электродом можно сваривать титан толщиной от 8 до 20 мм и более [43]. [c.84] Для сварки изделий из титановых сплавов все шире применяют герметичные камеры с контролируемой атмосферой. Имеется положительный опыт сварки изделий в камерах больших габаритов, где может находиться сварщик. Такие камеры весьма эффективны при сварке конструкций из титановых сплавов со швами, выполняемыми вручную, для которых защита обратной стороны шва затруднена или невыполнима. [c.84] Гуревич описал [42, с. 262] новый метод сварки плавящимся электродом — импульсно-дуговую сварку, которая основана на управлении магнитодинамическими процессами в дуге, в частности капельным переносом металла при плавлении электродной проволоки. Наложение мощных кратковременных импульсов тока на дугу постоянного тока делает формирование капли на конце электрода регулируемым. Принудительный, направленный перенос электродного металла при сварке титановых сплавов значительно улучшает формирование швов, выполняемых полуавтоматом, и делает возможной полуавтоматическую сварку в вертикальном и даже потолочном положениях при сохранении высокой стабильности качества соединений из металла средних и больших толщин. [c.85] Большое значение для дальнейшего развития производства сварных изделий из титана и сплавов на его основе, особенно высокопрочных термически обрабатываемых iP-сплавов, имеет способ аргоно-дуговой сварки с применением флюсов. Исследования, выполненные в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР, показали [118], что использование специальных флюсов при сварке неплавящимся электродом позволяет заметно снизить затраты энергии, получить более узкие швы при значительном увеличении глубины проплавления, частично рафинировать металл. [c.85] Флюсы для сварки титана относятся к разряду так называемых бескислородных, составленных на основе тугоплавюк фторидов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Они должны обеспечивать устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, легкую отделимость шлаковой корки, отсутствие в шве шлаковых включений н других дефектов. В Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР разработаны плавленые флюсы серии АНТ. Флюс АНТ-7, основным компонентом которого является фтористый кальций, обладает высокой температурой плавления (около 1380 С), что очень важно при сварке кольцевых швов и сварке электродной проволокой больших диаметров при больших плотностях тока. Использование этого флюса расширило область применения автоматической сварки. Для сварки используют стандартные источники питания автоматическая сварка под флюсом выполняется с большими скоростями (до 50—60 м/ч), что энергетически выгодно. [c.85] В работе В. Б. Волкова с соавторами [119, с. 56] приведены показатели механических свойств сварных швов на техническом титане ВТ1 и сплаве 0Т4, выполненных в производственных условиях под флюсом АНТ-7 (табл. 24). [c.85] Опыт производственного освоения автоматической сварки под флюсом титана на ведущих предприятиях страны показывает, что этот метод сварки позволяет получить сварное соединение без пор, шлаковых включений, трещин и других дефектов, по прочности практически равное основному металлу при удовлетворительной пластичности и вязкости. Коррозионная стойкость сварных швов в ряде кислот, хлоридах и других средах практически равноценна стойкости основного металла. Автоматическая сварка под флюсом — основной технологический процесс при выполнении соединений корпусов аппаратов (продольные кольцевые швы), приварке фланцев, изготовлении труб большого диаметра и др. Так, например, соединение аппаратов, свариваемых под флюсом на заводе Пензхиммаш , показало высокую стойкость в растворах хлоридов и других средах коррозионная стойкость соединений сварного фильтра (завод Прогресс ) для фильтрации пульп трехсернистого молибдена равноценна стойкости основного металла — технического титана ВТ1 [119, с. 56]. [c.86] Разновидностью сварки плавлением является электроннолучевая сварка в вакуумных камерах [42, с. 262]. Ее преимущество — практически полное отсутствие газов, окружающих зону сварки. Кроме того, пучок электронов может быть сосредоточен на весьма малом пятне, диаметр которого не превышает десятых долей миллиметра. Это позволяет получать узкие околошовные зоны при большей глубине проплавления. Значительное уменьшение размеров зоны термического влияния особенно важно для титана, склонного к росту зерен при нагревах выше температуры полиморфного превращения. [c.87] Электроннолучевым способом можно сваривать стыковые, угловые и нахлесточные швы, а также соединения по отбортованным кромкам. При оварке этим способом пучок электронов в отличие от дуги оказывает ничтожное давление на жидкую сварочную ванну. Благодаря этому достигается хорошее формирование швов даже в тех случаях, когда дуговая сварка неплавящимся электродом не позволяет получать равномерные швы. Дальнейшее совершенствование электронных сварочных пушек и создание универсальных вакуумных установок позволит расширить области применения этого перспективного метода сварки. [c.87] Контактные методы сварки (точками и швом) обеспечивают получение качественных сварных соединений технически чистого титана и его малолегированных сплавов. Защитная атмосфера инертного газа при контактной сварке титана необязательна, так как плотное сжатие свариваемых деталей между собой препятствует доступу воздуха в зону сварки. Для получения хорошего качества при контактной аварке необходима тщательная зачистка свариваемых поверхностей от окислов и загрязнений. Различные виды контактной сварки используют для титановых сплавов в следующих случаях точечную сварку — для соединений внахлестку листов или деталей толщиной 0,5—3 мм роликовую сварку герметичным швом и точками — для соединений внахлестку металла толщиной 0,5—3 мм стыковую аварку — для соединения встык различных заготовок, колец из профилей и поковок [117, 121]. [c.87] Вернуться к основной статье