Сварка титану, ніж зварювати титан, особливості зварювання титану

Технологія зварювання титану

титанові сплави

Титан - поширений в природі метал, в земній корі його більше, ніж міді, свинцю і цинку. При щільності 4,51 г / см 3 титан має міцність 267. 337 МПа, а його сплави-до 1 250 Мпа. Це тьмяно-сірий метал з температурою плавлення 1668 0 С, корозійно стійкий при нормальній температурі навіть в сильних агресивних середовищах, але дуже активний при нагріванні вище 400 0 С. У кисні здатний до самозаймання. Бурхливо реагує з азотом. Окислюється водяною парою, вуглекислим газом, поглинає водень. Теплопровідність титану більш ніж в два рази нижче, ніж у вуглецевої сталі. Тому при зварюванні титану, незважаючи на його високу температуру плавлення, потрібно менше тепла.

«ЗАТ Компанія Технолог» оптом і в роздріб поставляє зварювальні електроди зварювальні напівавтомати випрямлячі і інвертори. Дилерські ціни, знижки. Доставка.

Телефонуйте тел (495) 799-59-85, 785-56-69, 784-64-59, 740-42-64

Титан може перебувати у вигляді двох основних стабільних фаз, що відрізняються будовою кристалічної решітки. При нормальній температурі він існує у вигляді α-фази з дрібнозернистою структурою, що не чутливою до швидкості охолодження. При температурі вище 882 0 С утворюється β-фаза з великим зерном і високою чутливістю до швидкості охолодження. Легуючі елементи і домішки можуть стабілізувати α-фазу (алюміній, кисень, азот) або β-фазу (хром, марганець, ванадій). Тому сплави титану умовно поділяють на три групи: α, α + β і β сплави. Перші (ВТ1, ВТ5-1) термічно не зміцнює, пластичні, мають гарну зварюваність. Другі (ОТ4, ВТЗ, ВТ4, ВТ6, ВТ8) при малих добавках β-стабілізаторів також зварюються добре. Вони термічно обробляються. Сплави з β-структурою, наприклад ВТ15, ВТ22, зміцнюється термообробкою. Вони зварюються гірше, схильні до зростання зерен і до холодних тріщин.

При кімнатній температурі поверхню титану розчиняє кисень, утворюється його твердий розчин в α-титані. Виникає шар насиченого розчину, який охороняє титан від подальшого окислення. Цей шар називають ал'фірованним. При нагріванні титан вступає в хімічну сполуку з киснем, утворюючи ряд оксидів від Ti6 O до TiO2. У міру окислення змінюється забарвлення оксидної плівки від золотисто-жовтого до темно-фіолетового, що переходить в білу. За цим квітам в околошовной зоні можна судити про якість захисту металу при зварюванні. З азотом титан, взаємодіючи активно при температурі понад 500 0 С, утворює нітрид, що підвищують міцність, але різко знижують пластичність металу. Розчинність водню в рідкому титані більше, ніж в стали, але з пониженням температури вона різко падає, водень виділяється з розчину. При затвердінні металу це може викликати пористість і уповільнене руйнування зварних швів після зварювання. Всі титанові сплави не схильні до утворення гарячих тріщин, але схильні до сильного укрупнення зерна в металі шва і околошовной зони, що погіршує властивості металу.

Технологія зварювання титанових сплавів

Через високу хімічної активності титанові сплави вдається зварювати дугового зварювання в інертних газах неплавким і плавиться, дугового зварювання під флюсом, електронним променем, електрошлакового та контактним зварюванням. Розплавлений титан рідинних, шов добре формується при всіх способах зварювання.

Основні труднощі зварювання титану - це необхідність надійного захисту металу, що нагрівається вище температури 400 0 С, від повітря.

Дугове зварювання ведуть в середовищі аргону і в його сумішах з гелієм. Зварювання з місцевою захистом виробляють, подаючи газ через сопло пальника, іноді з насадками, що збільшують зону захисту. Зі зворотного боку стику деталей встановлюють мідні підкладні планки з канавкою, по довжині якої рівномірно подають аргон. При складній конструкції деталей, коли здійснити місцеву захист важко, зварювання ведуть із загальною захистом в камерах з контрольованою атмосферою. Це можуть бути камери-насадки для захисту частини вузла, що зварюється, жорсткі камери з металу (див. Рис. 1) або м'які з тканини з оглядовими вікнами і вбудованими рукавицями для рук зварювальника. У камери поміщають деталі, зварювальну оснастку і пальник. Для великих відповідальних вузлів застосовують населені камери об'ємом до 350 м 3. в яких встановлюють зварювальні автомати та маніпулятори. Камери вакуумируют, потім заповнюються аргоном, через шлюзи в них входять зварювальники в скафандрах.

Аргонодуговой зварюванням вольфрамовим електродом деталі товщиною 0,5. 1,5 мм зварюють встик без зазору і без присадки, а товщиною понад 1,5 мм - з присадочной дротом. Кромки зварювальних деталей і дріт повинні зачищати так, щоб був знятий насичений киснем альфірованний шар. Дріт повинна пройти вакуумний відпал при температурі 900. 1000 0 С протягом 4 год. Зварювання ведуть на постійному струмі прямої полярності. Деталі товщиною понад 10. 15 мм можна зварювати за один прохід зануреної дугою (рис. 103). Після утворення зварювальної ванни збільшують витрата аргону до 40. 50 л / хв, що призводить до обтисненню дуги. Потім електрод опускають в зварювальну ванну. Тиск дуги відтісняє рідкий метал, дуга горить всередині утворився поглиблення, її проплавляющей здатність збільшується.

Сварка титану, ніж зварювати титан, особливості зварювання титану

Мал. 1. Схема зварювання зануреною дугою:
1 - потік захисного газу; 2 - сопло пальника; 3 - відтиснутий рідкий метал; 4 - зварювальний дуга; 5 - зварювальна деталь

Вузький шов з глибоким про-плавленням при зварюванні неплавя-щимся електродом в аргоні можна отримувати, застосовуючи флюси-пасти АН-ТА, АНТ17А на основі фтористого кальцію з добавками. Вони частково рафінують і модифікують метал шва, а також зменшують пористість.

Дугове зварювання титанових сплавів, що плавиться (дротом діаметром 1,2. 2,0 мм) виконують на постійному струмі зворотної полярності на режимах, що забезпечують дрібнокрапельне перенесення електродного металу. Як захисне середовище застосовують суміш з 20% аргону і 80% гелію або чистий гелій. Це дозволяє збільшити ширину шва і зменшити пористість.

Титанові сплави можна зварювати дугового зварювання під безкисневими фтористими флюсами сухої грануляції АНТ-1, АНТЗ для товщини 2,5. 8,0 мм і АНТ7 для більш товстого металу. Зварювання ведуть електродної дротом діаметром 2,0. 5,0 мм з вильотом електрода 14. 22 мм на мідній або на флюсомедной підкладці, або на флюсовій подушці. Структура металу в результаті -модифікує флюсу виходить більш дрібнозернистої, ніж при зварюванні в інертних газах.

При електрошлакового зварювання використовують пластинчасті електроди з того ж титанового сплаву, що і зварювальна деталь, товщиною 8. 12 мм і шириною, рівній товщині зварюваного металу. Використовують тугоплавкі фторидні флюси АНТ-2, АНТ4, АНТ6. Щоб через флюс не проникало кисень, шлакову ванну додатково захищають аргоном. Метал зони термічного впливу захищають, збільшуючи ширину формують водоохолоджуючих плазунів і продуваючи в зазор між ними і деталлю аргон. Зварні з'єднання після електрошлакового зварювання мають крупнокристалічного структуру, але властивості їх близькі до основного металу. Перед електрошлаковою зваркою, так само як і перед дугового, флюси повинні бути прожарити при температурі 200. 300 0 С.

Електронно-променеве зварювання титанових сплавів забезпечує найкращий захист металу від газів і дрібнозернисту структуру шва. Вимоги до складання в порівнянні з іншими способами жорсткіше.

При всіх способах зварювання титанових сплавів не можна допускати перегріву металу. Потрібно застосовувати способи і прийоми, що дозволяють впливати на кристалізацію металу: електромагнітний вплив, коливання електрода або електронного променя поперек стику, ультразвукова дія на зварювальну ванну, імпульсний цикл дугового зварювання і т.п. Все це дозволить отримувати більш дрібну структуру шва і високі властивості зварних з'єднань.

Телефонуйте тел (495) 799-59-85, 785-56-69, 784-64-59, 740-42-64