Титан: сварка титана (технология). Сварка аргоном титана. Сварка аргоном титана технология
Титан: сварка титана (технология). Сварка аргоном титана
В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.
Немного общих сведений
Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:
- электронным лучом;
- дуговым флюсом;
- аргоном.
В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.
Титан и его сплавы
Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.
При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.
Технологические особенности сварки
В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.
Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.
Сварка аргоном титана
Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.
Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.
Сварка титана и его сплавов: технология
Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.
Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.
В процессе сварки
Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.
Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.
Еще кое-что
Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.
Дуговая и электронно-лучевая сварка
Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.
Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.
Заключение
Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» - «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.
4u-pro.ru
сварка титана (технология). Сварка аргоном титана
В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.
Немного общих сведений
Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:
- электронным лучом;
- дуговым флюсом;
- аргоном.
В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.
Титан и его сплавы
Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.
При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.
Технологические особенности сварки
В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.
Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.
Сварка аргоном титана
Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.
Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.
Сварка титана и его сплавов: технология
Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.
Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.
В процессе сварки
Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.
Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.
Еще кое-что
Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.
Дуговая и электронно-лучевая сварка
Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.
Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.
Заключение
Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» - «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.
загрузка...
fjord12.ru
технология лазерной и аргонодуговой со сталью и нержавейкой, проволока
Титан представляет собой лёгкий металл серебристо-белого цвета, который отличается высокой прочностью и отличной пластичности, жаропрочностью на уровне 600-700 ˚С, а также высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и коррозионным процессам.
Основными сферами применения титановых сплавов стали:
- Машиностроение и авиация.
- Производство оборудования, предназначенного для работы с ядерным топливом.
- Криогенные установки.
- Агрегаты химической промышленности.
- Судостроение (речное и морское).
Сварка титана и его сплавов неизменно связана с определёнными химическими и физическими особенностями материалов.
Основной проблемой в этой связи становится то, что сварной шов при использовании традиционных технологий будет склонен к медленному разрушению путём образования трещин из-за высокого содержания водорода, причём явление усиливается при повышении концентрации таких веществ как кислород или азот.
Сварка титана: методы борьбы с трещинообразованием
- Соблюдение всех технологических процедур, предусмотренных нормативными документами, для того чтобы предотвратить попадание в зону ведения сварки вредных газов или паров воды. С этой целью предусмотрено выполнение тщательной подготовки рабочего поля, качественная зачистка детали и сварочного материала, а также обеспечивается качественная защита металла.
- Проведение процедуры снятия с заготовки остаточного сварочного напряжения.
- Для максимального снижения эффекта трещинообразования рекомендуется с (α + β)-сплавами работать в сравнительно мягком режиме (при скорости охлаждения поверхности 10-20 ˚С/с), в то время как α- и псевдo α-сплавы – в жёстком.
- В присадочном и основном свариваемом материале необходимо снизить процентное содержание газов: водорода до уровня менее 0,008%, азота – менее 0,04%, а кислорода – менее 0,1-0,12.
- Защита металла от насыщения газами.
Особенности и технология сварки титана
Основными способами сварки титана, получившими наибольшее распространение стали:
- Контрактная сварка.
- Дуговая сварка в инертных газах с использованием плавящегося или неплавящегося электрода.
- Электроннолучевая технология.
- Электрошлаковая сварка.
Аргонодуговая сварка титана
Чаще всего в качестве инертного газа используется аргон высшего сорта (реже гелий или его смесь с аргоном).
При этом свариваемые детали для защиты металла от насыщения газами могут быть:
- Помещены в герметичный бокс с контролируемыми параметрами среды (такая сварка титана используется только для особо ответственных деталей и соединений).
- В воздухе, но с использованием специализированных камер, которые защищают зону выполнения работ (с обратной стороны детали в процессе работ подаётся защитный газ).
- На воздухе одновременно с подачей через специальные удлиненные насадки из сопел инертного газа, что позволяет обеспечить достаточную площадь защитной зоны, одновременно с подачей газа на обратную сторону свариваемой детали.
В качестве присадки используется проволока для сварки титана (она необходима при работе с деталями толщиной от 1,5 мм). При этом альфированный насыщенный кислородом слой обязательно необходимо счистить и с основного металла и с присадочного материала. Кроме того, проволока подвергается четырёхчасовому вакуумному обжигу при температуре 900-1000 ˚С.
Сваривать с применением этой методики можно детали толщиной до 15 мм на постоянном токе при прямой полярности.
Сварка титана со сталью
Соединение стальных и титановых сварных конструкций позволяет существенно снизить вес изделий, что часто имеет принципиально важное значение при проектировании. Но в то же время эти материалы существенно отличаются по своим химическим свойствам и физическим особенностям, поэтому в последние годы ведутся всё более интенсивные разработки технологий и методик ведения сварочных работ для получения соединений высокой надёжности и долговечности. Особенно много сложностей при необходимости выполнения сварки титана с нержавейкой.
Наиболее часто используется:
- Сварка титана взрывом с использованием промежуточных прокладок из никеля, серебра, меди, ванадия, сплавов тугоплавких металлов.
- Диффузионная сварка, позволяющая получить механически прочные соединения, но прочность в зоне шва будет всё же ниже, в сравнении с основным материалом.
- Клинопрессовая сварка в аргоне с прокладкой из меди или алюминия обеспечивает соединение высокого качества.
- Ультразвуковая и контактная сварка (лучшие результаты могут быть получены при использовании в качестве материала для прослойки серебра и ниобия соответственно).
- Сварка плавлением получила наибольшее распространение (в частности широко используется аргонодуговая и электроннолучевая сварка титана).
Лазерная сварка титана
Множество проблемных моментов, связанных с процессом сварки титановых сплавов, можно решить с использованием концентрированных источников энергии – лазерных лучей. При этом для получения качественного сварочного соединения необходимо проведение тщательной подготовки кромок свариваемых элементов обработкой методом фрезеровки или точения.
Для того чтобы удалить газонасыщенную плёнку с поверхности – пескоструйную обработку с дальнейшим травлением химическими веществами, осветлением поверхности и её промывкой. При строгом соблюдении допустимых параметров зазора между кромками будет обеспечено формирование шва высокого качества.
steelguide.ru
сварка титана (технология). Сварка аргоном титана
В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.
Немного общих сведений
Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:
- электронным лучом;
- дуговым флюсом;
- аргоном.
В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.
Титан и его сплавы
Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.
При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.
Технологические особенности сварки
В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.
Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.
Сварка аргоном титана
Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.
Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.
Сварка титана и его сплавов: технология
Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.
Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.
В процессе сварки
Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.
Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.
Еще кое-что
Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.
Дуговая и электронно-лучевая сварка
Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.
Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.
Заключение
Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» - «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.
загрузка...
buk-journal.ru
сварка титана (технология). Сварка аргоном титана
В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.
Немного общих сведений
Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:
- электронным лучом;
- дуговым флюсом;
- аргоном.
В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.
Титан и его сплавы
Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.
При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.
Технологические особенности сварки
В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.
Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.
Сварка аргоном титана
Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.
Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.
Сварка титана и его сплавов: технология
Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.
Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.
В процессе сварки
Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.
Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.
Еще кое-что
Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.
Дуговая и электронно-лучевая сварка
Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.
Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.
Заключение
Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» - «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.
загрузка...
renbow.ru
Аргонодуговая сварка изделий из титана марок ВТ1-1 и ВТ1-0
Назначение
Настоящая инструкция распространяется на ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом узлов и изделий из титана марок ВТ1-1, ВТ1-0.
Инструкцией надлежит руководствоваться при разработке технологических процессов. Сварке, ремонте, контроле и приемке сварных конструкций из титана, указанных марок.
Отступление (ужесточение или снижение требований) от настоящей инструкции могут быть вписаны в маршрутные карты или другие технологические документы по согласованию с главным технологом и представителем заказчика.
Вспомогательные материалы, приспособления, оборудования и инструмент необходимые для сварки даны в Приложении.
Выполнение аргонодуговой сварки титана должно производиться при соблюдении правил техники безопасности, изложенных в инструкции по ТБ.
Общие положения
Нанесение защитных или декоративных химических, гальванических, лакокрасочных и других покрытий должно производиться после сварки. При невозможности нанесения покрытий после сварки на чертежах должно быть указано отсутствие покрытия на свариваемых кромках и прилегающих к ним поверхностях. Размер участка без покрытия указывается в чертежах.
Требования к свойствам сварных соединений, способам и объему контроля оговариваются в технических требованиях чертежа.
Подготовка деталей к сварке
Производить подготовку деталей из титана к сварке следует в зависимости от исходного состояния материала согласно таблице 1.
| 1 | В состоянии поставку по АМТУ или после химического травления |
|
| 2 | После механической обработки |
|
| 3 | После отжига сварных деталей и узлов |
|
Примечания:
- до 30 суток после химической обработки;
- до 2-х часов после обезжиривания;
- до 5 часов после зачистки стальной щеткой.
Производить химическое травление деталей из титана согласно соответствующей технологической инструкции.
Производить механическую зачистку и обезжиривание деталей из титана следует в следующем порядке:
- Удалить с кромок деталей заусенцы с помощью напильника.
- Зачистить кромки деталей на вращающей металлической щетке на ширину 15-20 мм с обеих сторон деталей до получения ровной серебристой поверхности.
Примечания:
- Допускается зачистка кромок мелкой шлифовальной шкуркой.
- Кромки свариваемых деталей после зачистки не должны иметь заусенцев, трещин, забоин и др. дефектов.
- Кромки деталей, поступающих на сварку должны иметь чистоту не менее 5.
- Обезжирить зачищенную поверхность чистой хлопчатобумажной тканью, смоченной в спирте. Производить протирку до отсутствия следов пятен на ткани.
Обезжирить присадочную проволоку чистой хлопчатобумажной тканью, смоченной в спирте не позднее, чем за 3 часа до начала сварки.
Сборка и прихватка деталей
Произвести сборку деталей под сварку.
Примечание — При сборке (сварке) деталей в приспособлении, элементы приспособления, соприкасающиеся со свариваемыми поверхностями деталей, должны быть предварительно обезжирены спиртом.
Выполнить прихватку собранных деталей, соблюдая требования защиты металла от окисления, изложенные в разделе «Сварка».
Произвести прихватку деталей, собранных с плотной подгонкой кромок, без применения присадочного материала.
Произвести прихватку (сварку) с присадочным материалом, если зазоры между деталями превышают 0,1 мм.
Примечания:
- Длина прихваток не должна превышать 10 мм, высота при толщине материала до 3 мм – 1,5 мм.
- Расстояние между прихватками для прямолинейных продольных швов рекомендуется не менее 40 мм.
- При сварке кольцевых швов диаметром до 100 мм допускается 3-4 равномерно расположенные прихватки.
- При сварке нахлесточных соединений прихватку рекомендуется производить с помощью контактной сварки.
Произвести прихватку в тех же режимах, что и сварку.
Сварка
Зачистить стальной щеткой поверхности прихваток перед сваркой и обезжирить их хлопчатобумажной тканью, смоченной в спирте.
Производить сварку титана на постоянном токе прямой полярности (минус на электроде).
Необходимо соблюдать следующие указания при ручной аргонодуговой сварке титана:
При сварке деталей толщиной до 3-х мм необходима коническая заточка электрода.
Вылет вольфрамового электрода из сопла горелки не должен превышать 5 мм. При сварке в труднодоступных местах допускается увеличение вылета электрода, при условии сохранения хорошей защиты шва.
Установить рабочее давление инертного газа, подаваемого в сварочную горелку, а также в защитные приспособления в пределах 0,1-0,3 атм.
Примечание — Подвод аргона в сопло горелки и для защиты обратной стороны шва необходимо осуществлять от отдельных ротаметров.
Расположить насадку для защиты остывающих участков шва строго над сварным швом.
Наклонить вольфрамовый электрод от вертикальной оси в сторону противоположную направлению сварки на 10-20°, при этом угол между электродом и присадочным прутком должен составлять примерно 90°.
Рекомендуется применять при сварке прямолинейных швов технологические пластины, на которых начинается и заканчивается сварка или детали с припуском для возбуждения дуги и для окончания сварки.
Производить сварку кольцевых и круговых швов следует с перекрытием начала шва на 15-20 мм.
Вести процесс сварки рекомендуется без перерывов. При возобновлении сварки после случайного или вынужденного обрыва дуги, окончание шва следует перекрывать на 15-20 мм, предварительно зачистив перекрываемый участок металлической щеткой.
Примечание — Зачистку допускается не производить, если поверхность перекрываемого участка шва имеет серебристый цвет.
При перерывах в процессе сварки или прихватки окисленный конец присадочного материала рекомендуется удалить.
Заменить баллон с защитным газом новым при снижении давления в нем до величины 5 атм.
При сварке деталей в приспособлении, служащим для уменьшения короблений, узел следует освобождать из приспособления только после его остывания.
Следить в процессе сварки за эффективностью защиты сварного соединения. При хорошей защите лицевая и обратная стороны шва должны иметь серебристый цвет.
Примечание — Для ручной аргонодуговой сварки считаются удовлетворительными швы соломенного и желтого цветов.
Запрещается повторное прохождение по шву горелкой с целью «замазывания» всех других цветов побежалости.
Режим аргоно-дуговой сварки титана марок ВТ1-1 и ВТ1-0 приведены в таблице 2.
| 0,8 | 40-50 | 1,5 | 1,0-1,5 | 6,0-8,0 | 1-2 | 1,0-1,5 | 1 |
| 1,0 | 50-60 | 1,5-2,0 | 1,0-1,5 | 6,0-8,0 | 1-2 | 1,0-1,5 | 1 |
| 1,2 | 50-60 | 1,5-2,0 | 1,0-1,5 | 6,0-8,0 | 1-2 | 1,5-2,0 | 1 |
| 1,5 | 60-70 | 1,5-2,0 | 1,5 | 8,0-10,0 | 1,5-2,5 | 1,5-2,0 | 1 |
| 1,8 | 75-95 | 1,5-2,0 | 1,5 | 8,0-10,0 | 1,5-2,5 | 1,5-2,0 | 1 |
| 2,0 | 90-100 | 2,0-2,5 | 1,5-2,0 | 8,0-10,0 | 1,5-2,5 | 1,5-2,0 | 1 |
| 2,5 | 110-120 | 2,0-2,5 | 1,5-2,0 | 10,0-12,0 | 2-3 | 1,5-2,0 | 1 |
| 3,0 | 120-140 | 2,0-2,5 | 1,5-2,0 | 10,0-12,0 | 2-3 | 1,5-2,0 | 1 |
Примечание — Расход аргона для защиты шва и на поддув брать по фактическому расходу.
Направить сварные узлы после сварки на контроль ОТК согласно разделу «Контроль подготовки, сварки и отжига сварных узлов».
Подвергнуть подварке узлы, на которых обнаружились дефекты допустимые к исправлению и направить их на повторный контроль.
Примечание — Подварка одного того же участка шва разрешается не более 2-х раз.
После каждой подварки или после сварки (если сварные узлы, после первого же контроля признаны годными) подвергнуть их отжигу для снятия внутренних напряжений согласно разделу «Отжиг деталей и узлов из титана» данной ТИ. Отжиг производить не позднее, чем через 30 суток после начала сварки.
Примечания:
- Допускается не производить отжиг сварных узлов, имеющих один или несколько точечных швов (шов считается точечным, если его длина не превышает ширины шва).
- Допускается не производить повторный отжиг после подварки, если протяженность участков подваркой не превышает 10-15 % длины шва при условии, что в местах подварки не было никаких цветов побежалости кроме соломенного.
Допускать к выполнению работ по ручной аргонодуговой сварке титана, только дипломированных электросварщиков, имеющих свидетельство о допуске к сварке узлов из титана.
Отжиг деталей и узлов из титана
Удалить с поверхностей деталей, поступающих на отжиг, окисление пленки в виде цветов побежалости на вращающейся металлической щетке, пескоструйной или дробеструйной обработкой.
Примечание — Допускается не удалять цвета побежалости соломенного и желтого оттенков.
Обезжирить поверхности деталей хлопчатобумажной тканью, смоченной в спирте.
Примечание — Подготовленные к отжигу детали разрешается трогать руками только в чистых трикотажных перчатках.
Произвести отжиг в вакуумном контейнере (вакуум 10-3 мм.рт.ст.) или в контейнере с аргоном. Температура отжига 550+30 °С для контейнера заданных температурах в обоих случаях 30-40 мин. Давление аргона подаваемого в контейнер не должно превышать 0,06-0,1 кгс/см2. Расход аргона устанавливается опытном путем.
Прекращать подачу аргона в контейнер и выгружать детали из контейнера разрешается при температуре не выше 150 °С.
Произвести контроль деталей после отжига согласно разделу «Контроль подготовки, сварки и отжига сварных узлов».
Контроль подготовки, сварки и отжига сварных узлов
Выполнить сплошной визуальный контроль деталей перед сваркой согласно требованиям, изложенным в таблице 3.
| Отсутствуют паспорта ОТК на детали и присадочную проволоку | Не допускается. Отправить на аттестацию |
| Наличие на деталях (или присадочной проволоке) ржавчины, следов масла, влаги или других загрязнений | Не допускается. Обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» данной инструкции |
| Чистота обработки свариваемых кромок детали ниже 5√ | Не допускается. Обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» данной инструкции |
| Наличие на свариваемых кромках деталей заусениц, трещин, забоин | Не допускается. Обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» данной инструкции |
| Истек срок хранения деталей и проволоки после обработки до сварки (см. раздел «Подготовка деталей к сварке»). | Не допускается. Повторно обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» |
| Наличие окисной пленки на деталях в зоне сварки или присадочной проволоки | Не допускается. Обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» |
| Свариваемые кромки травленых деталей и прилегающая к ним зона основного металла на ширину до 15 мм механически не обработаны | Не допускается. Обработать согласно разделу «Подготовка деталей к сварке» |
Выполнить сплошной визуальный контроль прихватки деталей согласно требований, изложенным в таблице 4.
Цвета побежалости в зоне прихватки:
| Допускаются
|
| Высота прихватки (при толщине металла до 3 мм) превышает 1,5 мм | Не допускается. Устранить механическим путем. Зону зачистки продуть сжатым воздухом и обезжирить согласно раздела «Подготовка деталей к сварке» |
| Расстояние между прихватками (для прямолинейных швов) более 40 мм | Не допускается. Устранить дополнительной прихваткой |
Выполнить сплошной визуальный контроль сварных швов согласно таблице 5.
Цвета побежалости в зоне прихватки:
|
|
| Усадочные раковины сварного шва | Не допускаются. Устранить подваркой |
| Вольфрамовые включения выходящие на поверхность сварного шва | Не допускаются. Устранить вырубкой и подваркой |
| Свищи сварного шва | Не допускаются. Устранить подваркой |
| Поры, выходящие на поверхность сварного шва | Не допускаются. Устранить подваркой |
| Подрезы зоны сплавления | Не допускаются. Устранить подваркой |
| Незаваренные кратеры сварного шва | Не допускаются. Устранить подваркой |
| Прожоги | Брак |
| Трещины | Брак |
Занижение усилия сварного шва по высоте:
|
|
Выполнить сплошной рентгеновский контроль сварных швов. Не подвергать рентгеноконтролю:
- прерывистые швы;
- сварные швы с разнотолщинностью более 1:3;
- сварные узлы не прошедшие визуальный контроль согласно таблице 5.
Подобрать режим съемки деталей (экспозиция, напряжение и ток) в зависимости от толщины металла, марки аппарата и чувствительности пленки.
Рентгенологу производить обработку пленки, расшифровку снимков и составлять заключение о качестве шва на основании следующих требований.
Допускаются без исправления следующие нормы внутренних дефектов сварных швов на 100 мм шва:
- поры и вольфрамовые включения диаметром до 20 % от наименьшей толщины свариваемых деталей, в количестве не более 20 штук;
- поры и вольфрамовые включения диаметром 20 % до 40 % от наименьшей толщины свариваемых деталей в количестве не более 4 штук;
- поры и вольфрамовые включения диаметром до 20 % от наименьшей толщины свариваемых деталей, расположенные цепочкой, в количестве не более одной цепочки при ее протяженности до 15,0 мм;
Примечания:
- Одновременно допускается наличие дефектов, указанных в п.п. «1», «3» или в п.п. «2», «3».
- Одновременно наличие дефектов, указанных в п.п. «1» и «2» допускается только при условии, если суммарная площадь занятая ими не превышает 0,65δ, где δ – наименьшая толщина детали в соединении.
- скопление мелких пор и вольфрамовых включений диаметром менее 20 % от наименьшей толщины свариваемых деталей с общей площадью, не превышающей 5 мм2.
Допускается к исправлению дефекты, нормы которых не превышают указанных в следующих пунктах:
- непровары, если их единична или суммарная протяженность не превышает 20% длины шва;
- трещины – не более одной продольной при ее длине не более 10 % общей длины шва или не более двух поперечных на 100 мм шва;
- единичные поры и вольфрамовые включения диаметром свыше 40 % от наименьшей толщины свариваемых деталей – не более 4 дефектов на 100 мм шва; ∅ до 20 % - не более 30 шт и ∅ от 20 до 40 % не более 10 шт на 100 мм шва;
- скопление пор и вольфрамовых включений площадью до 15 мм2 каждое скопление – не более двух скоплений на 100 мм шва.
Примечания:
- При оценке качества сварного шва сложной, прямоугольной конфигурации нормирование дефектов производится для каждого отдельного участка, выполненного в виде прямой линии, до ближайшего угла поворота, сварного шва.
- Нормы дефектов, допустимых без исправления и допустимых к исправлению, во всех вышеперечисленных пунктах, указаны на 100 мм шва, то есть при длине шва от 100 и более миллиметров на любом произвольно выбранном участке шва длиной 100 мм концентрация дефектов должна быть в пределах этих норм.
- При длине швов менее 100 мм нормы дефектов (допустимых без исправления и допустимых к исправлению) уменьшаются во столько раз, во сколько раз данный шов короче 100 мм. Если при вычислении получается не целое число, то оно округляется в большую сторону.
Выполнить визуальный сплошной контроль изделий после отжига согласно таблице 6.
| Желтого или соломенного оттенков | Допускается |
| Коричневого, зеленого, синего цвета или оттенков | Не допускается. Устранить механической зачисткой |
| Налет белого или черного цвета (легкоотславающийся) | Брак |
Исправление дефектов производить ручной аргонодуговой сваркой, в тех же условиях, что и при сварке деталей.
Устранение дефектов должно поручаться только дипломированным сварщиком, имеющим свидетельство о допуске к сварке узлов из титана.
Подварку одного и того же участка разрешается производить не более двух раз.
Места расположения дефектов перед подваркой тщательно зачистить. Концы трещин засверливать.
Если единичная или суммарная протяженность участков подварки не превышала 10% длины шва, допускается не производить повторный отжиг узла при условии, что в местах подварки, не осталось цветов побежалости, кроме соломенного.
После исправления дефектов сварные швы подвергаются повторному контролю.
В узлах, которые забракованы окончательно согласно разделу «Контроль подготовки, сварки и отжига сварных узлов» или после двух подварок отдельных подузлов, допускается полное удаление дефектного подузла и замена его новым.
Замена бракованного подузла решается по согласованию с отделом главного технолога (главного сварщика).
После удаления дефектного подузла, подготовку к сварке, сварку, отжиг и контроль производить согласно действующей документации.
Изделия, к которым предъявляются требования герметичности, должны быть проверены на прочность и герметичность по соответствующим ТИ до рентгеноконтроля.
Вспомогательные материалы
- Вольфрам лантанированный в виде прутков ТУ-48-19-27-77.
- Аргон газообразный высший сорт или первый сорт ГОСТ 10157-79.
- Проволока сварочная дегазированная марки ВТ-1 ТУ961-1205-66. Допускается проволока той же марки по ОСТ 1.90015-71.
- Спирт этиловый технический ГОСТ 17299-78.
- Спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 18300-72.
- Шкурка шлифовальная водостойкая на тканевой основе ГОСТ 13344-79.
- Ткань хлопчатобумажная бязевой основы ГОСТ 11680-76.
- Перчатки трикотажные ГОСТ 1108-74.
Рекомендуемое оборудование, приспособления и инструмент
- Источник питания для сварки в среде защитные газов типа ПС-300, ПСО-500, ВКСМ-1000 или УДГ-101.
- Реостат балластный типа РБ-200 или РБ-300.
- Горелка сварочная типа АР-3Б, АР-9 или АР-7Б или других типов, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к сварке титана.
Примечания:
- горелка должна иметь кнопку дистанционного включения и включения сварочного тока;
- в горелках следует применять газовые сопла с диаметром выходного отверстия 14-15 мм для материала толщиной до 1,5 мм и диаметром 20 мм для материала толщиной более 1,5 мм.
- Шлем-маска защитная сварочная с набором защитных сварочных стекол ЭС-100, ЭС-300, ЭС-500.
- Редуктор кислородный типа РК-30, РК-50 или КР-14 ГОСТ 6268-78.
- Ротаметр типа РМ-II и РМ-IV ГОСТ 13045-67.
- Манометр низкого давления (0,2 МПа) ГОСТ 2405-80.
- Набор трубок резиновых технических тип 4 для подачи защитных газов и воды в горелку ГОСТ 5496-78.
- Очки герметичные защитные.
- Насадки для сварки прямолинейных и криволинейных швов для защиты остывающих участков швов.
- Сборочно-сварочные приспособления, обеспечивающие надежную защиту обратной стороны сварных швов в процессе сварки.
- Рентгеновская установка типа РУП-120, РУП-200.
- Печь электрическая с автоматической регулировкой и регистрацией температуры.
- Термопара типа «ТХА», «ТХК» ГОСТ 6616-74.
- Контейнер для вакуумного отжига или отжига в среде аргона.
- Приспособление для загрузки контейнера в печь.
- Щетки стальные из нержавеющей проволоки Ø 0,2-0,3 мм для зачистки металла шва и деталей.
- Лупа 5-х ГОСТ 8309-75 или ГОСТ 7594-75.
- Штангенциркуль типа I-Ш ГОСТ 166-80.
- Линейка металлическая измерительная ГОСТ 427-75.
- Щуп.
- Негатоскоп.
weldworld.ru
сварка титана (технология). Сварка аргоном титана
В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.
Немного общих сведений
Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:
- электронным лучом;
- дуговым флюсом;
- аргоном.
В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.
Титан и его сплавы
Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.
При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.
Технологические особенности сварки
В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.
Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.
Сварка аргоном титана
Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.
Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.
Сварка титана и его сплавов: технология
Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.
Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.
В процессе сварки
Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.
Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.
Еще кое-что
Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.
Дуговая и электронно-лучевая сварка
Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.
Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.
Заключение
Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» - «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.
загрузка...
aikido-mariel.ru
