Технологія зварювання титану та його сплавів, Зварювання та зварювальник

Температура плавлення титану 1668 °С. Є близько 20 сплавів

Марка

Зварюваність

Технологічні особливості зварювання

BT1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1

Зачищення країв Режим із мінімальною погонною енергією

ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20

М'який режим із малими швидкостями охолодження

Режим із високою швидкістю охолодження

Труднощі при зварюванні

Висока хімічна активність металу за високої температури, особливо у розплавленому стані. Тому необхідний надійний захист від повітря не тільки зварювальної ванни, але і ділянок шва і навколошовної зони, що остигають, поки їх температура не знизиться до 250-300°С. Потрібний захист і зворотного боку шва навіть у тому випадку, якщо метал не розплавлявся, а тільки нагрівався вище за цю температуру.

Схильність титанових сплавів до зростання зерна металу на нагрітих до високих температур ділянках. Це ускладнює вибір режиму зварювання - такого, при якому нагрівання навколошовної зони було б мінімальним.

Висока температура плавлення титану вимагає застосування концентрованих джерел нагрівання. Низька теплопровідність титану призводить до зниження ефективності джерела нагріву порівняно зі зварюванням сталей.

Пори та холодні тріщини зварних сполук титану виникають через шкідливі газові домішки та водень. Тому необхідно забезпечити чистоту основного металу та зварювальних матеріалів, у тому числі присадного дроту.

Поблизу точки плавлення поверхневий натяг титану в 1,5 рази вищий, ніж алюмінію, що дозволяє формувати корінь шва на вазі. Однак розплавлений метал має низьку в'язкість, і при неякісному складанні деталей можуть утворитися пропали.

ГАЗОВИЙ ЗАХИСТ ЗВАРЮВАЛЬНОЇ ВАННИ

Існують три варіанти захисту:

• струминна з використанням спеціальних пристроїв
• місцева у герметичних камерах малого об'єму
• загальна в камерах із контрольованою атмосферою (ВКС-1, ВУАС-1, УСБ-1)

При зварюванні аргонодугового титану W-електродом слід застосовувати зварювальні пальники з можливо великим газовим соплом, що створює велику зону захисту. Потік аргону через сопло має бути ламінарним, що досягається газовими лінзами, встановленими всередині сопла. Витрата газу в залежності від режиму зварювання коливається від 8 до 20 л/хв. Якщо сопло пальника не гарантує надійного захисту, його доповнюють спеціальною насадкою, коробом або іншим пристосуванням. Додаткові захисні пристрої виготовляють із нержавіючої сталі. Усередині є розсікачі та газові лінзи. Насадка, що прикріплюється до газового пальника для захисту зварювальної ванни, що кристалізується, повинна мати ширину 40-50 мм і довжину від 60-120 мм в залежності від режиму зварювання. Для зварювання трубчастих конструкцій, кільцевих поворотних та неповоротних стиків застосовують місцеві або малогабаритні захисні камери.

1-додаткова насадка; 2 - газова лінза

Якість захисту визначають на вигляд металу шва. Срібляста або солом'яна поверхня шва свідчить про хороший захист. Жовто-блакитний колір вказує на порушення захисту, хоча в окремих випадках такі шви вважаються допустимими. Темно-синій або синювато-сірий колір із плямами сірого нальоту характеризує низьку якість шва.

ГАЗОВИЙ ЗАХИСТ НАГРЕТИХ ДІЛЬНИЦЬ

Спеціальна підкладка для захисту кореня шва нагрітого до 250-300°С

Захисні пристрої з нержавіючої сталі для тавровихта кутових з'єднань

ЗАХИСТ ШВА ТРУБОПРОВІД

Захист при приварюванні фланця

Захист при зварюванні секційних відводів

Підготовка до зварювання

Різання титану та підготовку кромок під зварювання виконують механічним способом. Для товстостінних виробів придатні і газотермічні способи, але з обов'язковою подальшою механічною обробкою кромок на глибину не менше 3-5 мм і ширину 15-20 мм. Після цього кромки зачищають металевими щітками, шабером і т.п. та знежирюють. Конструкції, які перед зварюванням випробовували нагрів - при вальцювання, кування, штампування і т.д. - повинні бути піддані дробоструминному або гідропіскоструминному очищенню і потім хімічній обробці: розпушування оксидної плівки, травлення та освітлення.

Режим хімічної обробки титану та його сплавів

Розчин

Тривалість обробки, хв

---