Сварка аргоном титана: Страница не найдена

Сварка аргоном титана: Страница не найдена – svarkagid

alexxlab | 12.03.1976 | 0 | Разное

Содержание

Сварка титана аргоном – особенности

Сварка титана аргоном имеет ряд особенностей, о которых не стоит забывать при работе с этим металлом. В таком деле важную роль играют предварительная подготовка и сама технология сварки.

Предварительная подготовка

Титан, в отличии от других металлов, весьма требовательный к чистоте поверхности перед сваркой. Поэтому предварительная подготовка при аргонодуговой сварке играет первоочередную роль. Чтобы получить более крепкий, красивый сварочный шов, потребуется внимательно изучить несколько простых правил.
Для начала объязательно обезжиривайте поверхность металла, ведь титан, его сплавы, а также некоторые другие металлы отрицательно реагируют даже на жировые выделения рук. Кроме того, при очистке и обработке металла лучше всего носить безворсовые перчатки, не забывайте об этом. Небольшие жирные пятна могут негативно повлиять на качество сварного шва. То же самое касается и чистоты перчаток, краг. Теперь обратимся непосредственно к обработке, предварительно обсудив вопрос безопасности.

Опасности при подготовке

Ацетон является весьма популярным растворителем для обезжиривания металлических поверхностей. Но при этом данное вещество весьма токсично. Во-первых, ацетон неприятный на запах и весьма опасен. Он относится к четвертому классу опасности для организма человека. Вдыхание умеренных и высоких концентраций ацетона в течении коротких промежутков времени может вызвать раздражение глаз, носа, горла, легких. Кроме того, это вещество провоцирует увеличение частоты пульса, головные боли, тошноту, рвоту. В особо сложных случаях возможна клиническая кома.
Во-вторых, есть более безопасные и не менее эффективные средства для подготовки поверхности сварного шва.
Сварщики с многолетним стажем работ рекомендуют использовать для таких целей денатурированный спирт. Он наносится на металл посредством безворсовой ткани. Денатурат – это в основном чистый спирт с добавками, которые делают его вкус весьма ужасным. Другие добавки, входящие в состав, вызывают рвоту, что предотвращает пьяницам употреблять денатурат (так как он может привести к слепоте).

Сварка титана аргоном требует очистки металла от окиси. Для этого используют щетку из нержавеющей стали. Она должна использоваться только для титана. Сварщики-профессионалы стараются держать такие щетки в отдельном контейнере. Благодаря этому они остаются чистыми. Если нет специально отведенного контейнера, можно просто пометить любой другой.

Защитный газ

Титан весьма чувствителен к другим газам и характеризуется высокой химической активностью. Из-за этого при сварке требуется использовать чистые инертные газы.

Применяя аргон в качестве защитного газа, мы получаем более глубокий провар, относительно узкую зону температурного влияния на основной металл.

Если использовать гелий, то переходная зона между швом и основным металлом будет более плавным. Данный газ дает больше тепла, повышая производительность работ при сварке деталей со средней и большой толщиной. В отличии от аргона, гелий имеет расход в 1.5 – 2 раза больше. Иногда может использоваться смесь этих защитных газов. Они могут обеспечить дополнительные преимущества.

Сварка титана аргоном — технология TIG сварки

Хорошие результаты при сварке титана можно получить лишь соблюдая чистоту поверхности свариваемых деталей (кромок) и самого присадочного металла. Кроме того, требуется правильная настройка, подбор соответствующих параметров сварочного аппарата. Неправильная техника сварки практически во 100% случаев будет сопровождаться появлением сварных дефектов. Предварительно, перед началом работ, выполните продувку самой горелки, прочистите ее и защитную насадку. Не забывайте про подкладки, применяемые для обратной стороны сварного шва. Они дают возможность проверить остался ли еще воздух в системе.

Обычно сварка титана аргоном не требует предварительного нагрева. В случае, если есть подозрения на влажность металла, наличие конденсата — стоит обязательно сделать нагрев (до 70 °C).

Для зажигания дуги при TIG сварке титана лучше всего применять высокочастотное зажигание. Сама длина сварочной дуги в случае с применением присадочной проволоки составляет 1 -1.5 сечения электрода. Если присадки нет, то длина дуги должна быть равна диаметру используемого вольфрамового электрода.Не забывайте, царапины, которые могут получиться от касания вольфрамовых электродов к металлу при сварке, могут сохранять частицы вольфрама. Затухание дуги при завершении работ должно быть постепенным. Другими словами, плавно понижать ток. Защита сварного шва, околошовной зоны проводится и после выключения дуги, доведя температуру ниже 427 °C.

Цвет сварочного шва титана свидетельствует о его качестве

Важный момент. Оценивайте цвет титанового шва. В случае если шов яркий, серебристый, то причин для волнения нет. Если цвет желтоватого или с оттенками голубого цвета — это значит что подачу защитного газа окончили преждевременно. Зачистку проводят посредством щетки для металла из нержавейки. Хуже всего если титановые сварные швы имеют серый, темно-синий, или белесый цвет, так как их придется полностью удалить, а после этого хорошенько зачистить стыки для новой сварки.

В завершение хочется сказать, сварка титана аргоном относительно не трудная задача. Соблюдая наши основные указания можно избежать многих ошибок и получить красивый, прочный сварной шов. Не забывайте о тщательной предварительной подготовке металла, на это должно уходить не менее 70% времени.

Аргонная сварка титана

Титан является распространенным металлом в природе и земной коре. Он встречается намного чаще, чем такие металлы как свинец и цинк. Данный металл имеет температуру плавления 1668 градусов по Цельсию. Также он прекрасно устойчив к коррозии, даже в агрессивной среде, но имеет большую активность при температуре 400 градусов по Цельсию.В кислородной среде данный металл способен к самовозгоранию, а также бурно реагирует с азотом.

Окись титана может образоваться в результате его взаимодействия с водяным паром и углекислым газом. Титан прекрасно проводит тепло, поэтому при сваривании титана нужно меньше тепла.

Из-за того что титан и его сплавы имеют высокую химическую активность, их сваривание можно производить с помощью различных способов сваривания, например аргонодуговой сваркой, сваркой под флюсом, контактной сваркой и электрошлаковой. Раскаленный титан жидкотекуч, поэтому сварочный шов прекрасно формируется независимо от способа сваривания.

Основной трудностью сваривания титана является его необходимость надежной защиты металла от воздуха, если он имеет температуру выше 400 градусов по Цельсию.

С помощью аргонодугового сваривания можно производить сваривание титана на высоком уровне. Работа производится вольфрамовым электродом.

Если толщина свариваемого металла составляет 0,5 – 1,5 миллиметра, то работа производит только одним вольфрамовым электродом. Сваривание производится встык и без зазора и присадки. Если же металл имеет толщину более 1,5 миллиметра, то работа производится с присадочной проволокой.

Кромки свариваемых деталей должны зачищаться таким образом, чтобы насыщенный кислородом альфированный слой был снят полностью. Проволока для сваривания должна проходить вакуумный отжиг. Его нужно производить при температуре 900 – 1000 градусов по Цельсию. Эта работа должна производиться на протяжении 4-х часов.

Сваривание ведется на постоянном токе прямой полярности. Свариваемые детали толщиной более 10 – 15 миллиметров свариваются за один проход с использованием погруженной дуги. После образования сварочной ванны можно увеличить расход аргона приблизительно до 40 – 50 литров в час. После этого электрод опускается в сварочную ванну. Давление сварочной дуги оттеснит жидкий металл, а дуга будет гореть внутри углубления, которое образовалось. Таким образом, проплавляющая способность дуги значительно увеличится.

Узкий сварочный шов, который имеет глубокое проплавление, можно производить с помощью флюсов-паст, например АН-Та, АНТ17А и другие. Пасты должны быть основаны на фтористом кальции с добавками. Они позволяют частично рафинировать и модифицировать металл сварочного шва, что позволяет уменьшить пористость свариваемого металла.

Титан и его сплавы можно сваривать с использованием самых различных способов сварки, помимо аргонодугового сваривания. Стоит помнить, что каждый метод сварки отличается от других и имеет свои недостатки и преимущества.

основные способы и технологические особенности

Титановые сплавы обладают уникальными физическими и химическими свойствами, совмещая в себе высокую прочность, стойкость к коррозийным процессам, физиологическую инертность и легкий вес. При этом сварка титана является важнейшим технологическим процессом, используемым в самых различных сферах человеческой жизни. С каждым годом технологическая сторона этого вопроса совершенствуется, благодаря чему удается повысить качество создаваемых неразрывных соединений между элементами, созданными из этого металла или его сплавов.

Впервые чистый образец металлического титана был получен еще в 19-ом веке, но в течение длительного времени он практически не использовался в промышленности. Все изменилось в 40-х годах прошлого века, когда был изобретен достаточно несложный метод по восстановлению этого металла из тетрахлорида, который применяется и по сей день. В итоге это позволило вывести применение титановых изделий на принципиально новый уровень, используя все доступные преимущества и особенности этого химического элемента.

В чистом виде металл активно применяется в химической промышленности при создании арматуры или элементов трубопровода, а также сельскохозяйственной, автостроительной, пищевой и ювелирной областях. Благодаря своим уникальным свойствам он используется и в медицине, и в технике. А титановые сплавы – незаменимы в аэрокосмической и военной сферах. Именно поэтому сварке титана уделяется столь пристальное внимание.

Проведение сварки титана и его сплавов: что нужно знать

Главной особенностью такого производственного процесса является необходимость создания особых условий, при которых место соединения должно быть надежно защищено от негативного влияния атмосферного воздуха. В то же время следует позаботиться о защите не только самой сварочной ванны, но и различных частей изделия, которые нагреваются в процессе сваривания до температуры в 400 градусов по Цельсию и выше. При этом нагрев кромок должен быть минимально возможным по длительности.

Особые характеристики Ti делают его действительно непростым в работе. В отличие от той же стали титан обладает более низкими плотностью, пластичностью и модулем упругости, в то время как для его плавления требуется обеспечить нагрев до действительно высоких показателей температуры (материал плавится при t от 1470 градусов по Цельсию и выше). Именно поэтому следует учитывать, что работа с таким типом металла будет иметь определенные отличия от того, как проводится, к примеру, сварка нержавеющей стали.

Как именно проводят данную процедуру?

При работе с этим материалом наиболее часто используется метод электродугового воздействия, в котором важную роль играет газ, обеспечивающий создание защитной среды. В качестве такого газа может применяют аргон или гелий. Это связано с тем, что при контакте с атмосферным воздухом в состоянии сильного нагрева титан становится чересчур хрупким. В то же время защитный газ позволяет исключить такой контакт. Вы можете изучить нашу статью о том, как проводится сварка аргоном с использованием электрической дуги.

спецнасадка для работы с трубами

Качество создаваемого неразрывного соединения во многом зависит и от того, насколько грамотно будут проведены подготовительные работы. Поверхность металла следует обезжирить и очистить от грязи с применением спирта или ацетона, а также зачистить наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной. Нужно помнить, что соединяемые детали из Ti практически всегда покрыты оксидной пленкой, устранить которую можно приготовив смесь из 30-40% азотной кислоты и 2-4% фтористоводородной кислоты. Травление следует проводить при температуре в 60 градусов в течение полминуты.

Ручная и полуавтоматическая дуговая сварка в защитной газовой среде

В ручном или полуавтоматическом режиме процедура проводится с использованием электрода из вольфрама и постоянного тока прямой полярности. Кроме того, обязательно следует позаботиться о применении защитных газов, например, аргона. Очень часто используются и специальные приспособления, которые обеспечивают защиту места сваривания за счет поступления в них инертных газов. Подобные устройства могут обладать различными формами и размерами, как и способами исполнения.

Ручная работа производится в тех случаях, когда толщина металлического предмета не превышает 3-х миллиметров. В ином случае может потребоваться применение присадочного материала. Если же толщина изделия превышает 10 миллиметров, то экономически выгоднее использовать полуавтоматическую технологию.

Выводы

Сваривание титановых сплавов является весьма непростой задачей, с которой можно справиться только при наличии соответствующего оборудования, а также знаний и навыков в этой области. Во многом качество такой работы зависит от характеристик используемых инертных газов. При необходимости вы можете изучить каталог такой продукции на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке https://idealgaz.ru/.

Кроме того, предлагаем вам изучить статью, посвященную теме сваривания изделий из алюминия.

Сварка титана аргоном: технология

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 892 Опубликовано

13.06.2014

Титан – металл, который отличается очень высокой прочностью, стойкостью к внешним воздействиям и малым весом, что служит причиной огромного спроса на него в машино- и кораблестроении, строительстве и авиации. Но при этом, одной из основных проблем, с которой сталкиваются специалисты, стало то, что титан очень сложен в обработке: в нагретом до 400 С и более состоянии он начинает разрушаться под воздействием атмосферного водяного пара, азота и кислорода.

Именно поэтому процесс сварки титана требует соблюдения особых технических условий, в частности использования защитных сред, которые не допустят взаимодействия металла с внешней средой.

Сварка титана аргоном

Аргонная сварка титана – технология, которая пользуется у специалистов огромной популярностью. Она позволяет выполнять достаточно тонкие операции по обработке металла, так как не требует использования флюсов, электродов.

Этот способ относится к чистым и высококачественным видам сварки, который позволяет получить отличный результат при работе с материалами, которые не поддаются обработке при применении традиционных технологий.

Аргоновая сварка универсальна: с её помощью становится возможной, как работа с крупногабаритными конструкциями, так и с мелкими металлическими деталями при неизменно высоком качестве и надёжности полученного шва. Кроме того, технология сварки титана аргоном предусматривает возможность работы от малых токов, что позволяет работать с материалами толщиной от 0,5 мм. С применением аргона также можно восстанавливать детали, которые утратили свой первоначальный объём.

Технология аргонной сварки титана

Сварка титана аргоном – процесс, который включает в себя множество тонкостей и особенностей, требующие участия профессионалов.

Сама технология заключается в строго определённой последовательности операций:

На подготовительном этапе требуется удалить с поверхности металла оксидную плёнку, а также зачистить все кромки детали методом газокислородной или плазменной резки.

Проводится обработка детали раствором фтора и соляной кислотой при постоянно поддерживаемой температуре на уровне 60 град С.

Для того, чтобы устранить вероятность взаимодействия расплавленного титана с атмосферным воздухом (азотом, водяным паром, кислородом, водородом), необходимо организовать защиту рабочей зоны с наружной и тыльной стороны детали.

С этой целью можно использовать медные или стальные прокладки, которые будут достаточно плотно прижаты к сварочному шву. Также можно применять специальные насадки с отверстиями или защитные козырьки.

Сама аргонная сварка титана производится на постоянном токе с использованием специального токопроводящего устройства – горелки, оснащённой керамическим соплом, в которой размещается вольфрамовый электрод. При контакте с электрической дугой кромка металла расплавляется, образуя ванну с температурой 4-6 000 С.

Жидкий титан под давлением дуги оттесняется, и она горит в образованном углублении, вследствие чего проплавляющая способность значительно повышается.
Нагнетаемый аргон образует надёжную защиту внутренней и внешней поверхности рабочей зоны от воздействия водорода, азота, кислорода.

В процессе сварки используется присадочная проволока в случае, когда свариваемый материал имеет толщину превышающую 1,5 мм. При меньшей толщине работы проводятся без присадки и без зазора встык. Материал толщиной более 10-15 мм варятся погруженной дугой в один приём.

В результате получается цельный ровный шов, который не требует зачистки от шлаков. Качественный сварной шов обладает очень высокой герметичностью, долговечностью и прочностью.

особенности технологии с применением аргона

Титан — редкоземельный металл серебристого цвета, с характерным отливом. Используется как основа для создания различных сплавов с высокими прочностными характеристиками.

В чистом виде из-за низкой температуры плавления (640 °C) применяется очень редко, поэтому в обиходе под титановыми изделиями подразумевают обычно изделия из его сплавов. Особенность физических свойств потребует специфического подхода при сварке титана.

Титановые сплавы

Сплавы титана имеют температуру плавления от 1470 до 1825 °C, в зависимости от марки. Они обладают выгодным сочетанием легкости (благодаря малой плотности) и высокой прочности, поэтому часто применяются для изготовления таких конструкций, как велосипедные рамы и детали скоростных автомобилей. Сварка титановых сплавов — сложный технологический процесс, поскольку эти материалы имеют ряд специфических свойств.

Далее под словом «титан» будут подразумеваться именно сплавы титана с легирующими присадками — хромом, железом, молибденом, ванадием, вольфрамом и другими.

Свойства материала

У титана есть несколько особых свойств, которыми обусловлена сложность сварки конструкций из этого металла. В их числе:

невысокая теплопроводность;
склонность к самовозгоранию при нагреве до 400 °C и контакте с кислородом;
окисление под воздействием углекислоты;
образование нитридных соединений при нагреве до 600 °C и прямом контакте с азотом, твердых, но хрупких;
склонность к поглощению водорода при нагреве до 250 °C;
изменение структуры (увеличение зерна) при нагреве свыше 880 °C.

Для титана критично повышение температуры уже свыше 400-500 °C. При таком нагреве у него резко повышается химическая активность, и титан начинает взаимодействовать с атмосферным воздухом, который оказывает на шов сварки губительное воздействие.

При этом могут образовываться гидриды, нитриды, карбиды и другие соединения, которые нарушают прочность сварного шва. Существенное нарушение технологии, несоблюдение требований ГОСТ может привести к тому, что приваренная деталь просто отвалится от легкого удара.

Если сварка проводилась в соответствии с нормативами, то прочность шва будет находиться в пределах 0,6 — 0,8 от прочности свариваемого металла.

На сварку и сварные соединения из титана распространяется ГОСТ Р ИСО под номером 5817-2009. Он устанавливает уровни качества при сварке разных металлов — стали, титана и никеля, в том числе их сплавов и определяет максимально допустимые уровни дефектов готового изделия.

Как подготавливают детали

Для сварки титана необходимо полностью изолировать свариваемые поверхности от атмосферы, поэтому, как правило, используют автоматическую или полуавтоматическую сварку.

Ручная сварка титана возможна, но только если используется специальная сварочная горелка с керамическим соплом, через которую на свариваемые участки подается под давлением инертный газ — аргон, который вытесняет воздух.

При этом обратная сторона шва должна быть изолирована от атмосферы плотно прилегающими стальными либо медными накладками. Для обеспечения наилучшего качества шва используют перфорированные накладки, в отверстия которых подается аргон.

В случае полуавтоматической или автоматической сварки она проводится в специальной капсуле, заполненной аргоном либо гелием. Сварка титановых труб может производиться без помещения трубы в защитную газовую среду целиком, но при этом сама труба должна быть герметизирована и заполнена аргоном изнутри.

Другим важным нюансом является зачистка и обезжиривание свариваемых поверхностей на 20 мм от линии стыка. Необходимо удалить оксидную пленку, которая всегда присутствует на поверхности титанового изделия.

Работать необходимо в перчатках, поскольку руки, даже чистые, могут оставить на кромке потожировые следы, которые приведут к ухудшению сварного шва.

Перед сваркой титан дополнительно подвергают травлению с использованием смеси соляной кислоты с водой и фторидом натрия — 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. Температура травления — 60-65 °C, время — около 10 минут.

После травления титан подвергают тщательной шлифовке. Для механической обработки используют наждачную бумагу до № 12, проволочные щетки, шаберы. Необходимо удостовериться, что края свариваемых деталей ровные, на них отсутствуют заусенцы и трещины. Точно так же зачищается и присадочная проволока. Только после этого можно приступать к сварке титана.

Какие методы применяют

Для сварки титана можно использовать как «холодный» метод, так метод дугового флюса либо плазменно-дуговую сварку.

Но самым популярным считается метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, который был частично описан выше. Детали крупного сечения соединяют методом электрошлаковой сварки.

Многое зависит от вида сплава. Титан марки ВТ1-ВТ5 сваривается очень хорошо, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый шов низкой прочности, но при этом закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов — промежуточные.

Возможны следующие виды контактной сварки:

стыковая;
точечная;
роликовая;
конденсаторная стыковая (для труб).

При аргоновой сварке с флюсом применяется бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

Ручной процесс

Сварка сплавов с титаном (в общем случае) производится постоянным током, полярность прямая. Ток зависит от толщины соединяемых деталей, калибра электрода и диаметра присадочной проволоки, изменяется в диапазоне 90-200 А.

Чем выше толщина металла, тем больший подается ток. Так, детали толщиной 2 мм соединяются при токе 90 А, 3-4 мм — 130-140 А, 10 мм — 160-200 А. Рекомендуется использовать минимальный ток из возможных. Напряжение всегда одинаково — 10-15 В.

Электроды

Используются неплавящиеся электроды из вольфрама, которые перед началом работы затачиваются под углом 30-45 °C (как у карандаша). Чем больше угол заточки, тем меньше глубина проплавления.

При интенсивном использовании электрод нужно будет снова заточить, как только он затупится. Рекомендуются электроды, содержащие оксид лантана, так как их несущая способность на 50% выше, чем у изделий из чистого вольфрама. Благодаря этому сварной шов будет менее загрязнен вольфрамом, чище, а значит — прочнее.

Проволока

Присадочная проволока — это проволока из титана соответствующего сплава, она подбирается конкретно к свариваемым деталям по специальным таблицам. Проволоку стоит отжигать под вакуумом для удаления водорода, который может присутствовать в сплаве, и в любом случае необходимо зачищать от окислов. Зачищенная проволока хранится в герметичной тубе не более 5 дней.

Если сваривают металл толщиной не более 1,5 мм стыковым методом, то применять проволоку необязательно. Шов без присадки будет даже прочнее.

Особенности технологии

При сварке выдерживается постоянная скорость движения электрода и обеспечивается непрерывная подача присадки. Скорость электрода должна составлять пример 2-2,5 мм/сек. Необходимо выдерживать высокую точность движений, избегать колебаний и уводов электрода в сторону. Электрод должен касаться шва как бы снизу вверх, сварка идет «вперед углом».

Во время всего процесса и около минуты после отключения горелки на свежий шов необходимо продолжать подавать защитный газ, пока температура шва не опустится ниже 400 °C.

В зоне сварки аргон расходуется со скоростью 5-8 литров в минуту, на оборотной стороне шва — 2 литра в минуту.

При сварке титановых труб их концы герметизируются, а инертный газ — аргон, реже гелий — закачивается внутрь при помощи специального насоса.

В домашних условиях, при отсутствии такого оборудования сварить титановые трубы невозможно. Исключение — конденсаторная стыковая сварка труб из титана марки ВТ1-ВТ2, диаметром не более 23 мм и толщиной стенок не более 1,5 мм.

Их можно сваривать вне защитной газовой среды, но только конденсаторным способом, при высоком зарядном напряжении — 850-2100 В.

Контроль качества

Получившийся шов должен иметь ровный серебристый цвет и не иметь никаких трещин и пор. Если шов получился желтоватым — качество сварки среднее, но удовлетворительное.

Любые другие цвета — серый, коричневый, ярко-золотистый, даже голубой и фиолетовый с переливами — говорят о том, что технология сварки была нарушена, и материал шва содержит ненужные примеси, образовавшиеся при контакте раскаленного титана с атмосферным воздухом. Такое соединение непрочно и может разрушиться при малейшем усилии.

Технологии сварки титана

Сварка титана и его сплавов получила широкое распространение благодаря таким свойствам этого металла, как малая плотность, довольно высокая прочность с коррозионной стойкостью в условиях различных агрессивных сред. Главная сложность сварки титана заключается в его особой химической активности при взаимодействии с газами в расплавленном и подогретом состоянии. Нагреваясь, титан активно принимает в себя водород и кислород с азотом, что отрицательно сказывается на пластичности металла в шве и показателях прочности.

Из-за его повышенной химической активности этот металл, а также сплавы, запрещается подвергать дуговой сварке только лишь с односторонней защитой зоны соединения нагреваемых до 500-600 ºС и выше незащищенных участков сварки и оборотной стороны изделия. При аргонодуговой сварке титана важнейшим условием получения хорошего качества соединения наряду с высокой защитой сварочной зоны является полная защита с двух сторон всего нагреваемого места соединения от соприкосновения с атмосферным воздухом. Обычно это достигается использованием бескислородных фтористых флюсов и инертного газа. Последний подают с применением особых газовых насадок. Для защищенности оборотной стороны швов применяют специальные газовые подушки, а также металлические и флюсовые прокладки. О высокой степени защищенности металла свидетельствует его блестящая поверхность после сварки титана аргоном.

До сборки поверхности изделия около кромок, в участках наложения швов, в околошовном месте обрабатывают при помощи шабера, напильника или наждачного круга на расстоянии около 2 см от начала разделки кромки. Они не должны иметь трещин, заусениц, надрывов, забоин и прочих изъянов. Непосредственно перед инверторной сваркой титана заготовки очищают с помощью металлической щетки от грязи, обезжиривают обычным растворителем. Запрещается прихватывать не обезжиренные вдоль кромок и не подготовленные детали, а также трогать голыми руками обработанные заготовки. По завершении сборки необходимо проверить качество прихваток, отсутствие смещения кромок и грязи на них, а также величину зазора.

Технологии сварки титана

К наиболее часто применяемым технологиям сварки титана со сталью относятся дуговая в защитных газовых средах и под флюсом, электрошлаковая, а также сварка с помощью электронного луча. Применяется как ручная, так и сварка титана полуавтоматом с помощью неплавящихся электродов или титановой проволоки, а также флюсов. В целях уменьшения затрат энергии и сокращения зоны термического воздействия, исключения пор в швах и для повышения защиты титана от воздействия воздуха при сварочных работах применяются бескислородные фторидно-хлоридные флюсы.

Для дуговой сварки титановых сплавов в инертных газовых средах пользуются плавящимися либо вольфрамовыми электродами, для автоматической в аргоне – проволоками для сварки титана, вылет которых не может превышать 2-2,5 см. Ручная аргонодуговая сварка электродами из вольфрама проводится постоянным током при прямой полярности, для заготовок толщиной до 4 см он не может превышать 170 А. Для работ с изделиями толщиной около 12 мм подойдет холодная сварка титана плазмой, а для большей толщины – сварка в несколько проходов. Плазменная сварка с неплавящимися электродами способна обеспечить производительность большую, чем у традиционной аргонодуговой, с меньшими деформациями свариваемой заготовки. Но при этом очень важно соблюдение жестких требований по качеству сборки конструкции.

Из-за низкой теплопроводности материала при использовании технологии сварки титана аргоном с помощью плавящихся электродов получаются стыковые швы специфической конусообразной формы и небольшим коэффициентом формы шва. В случае использования для сварке гелия формы швов бывают лучше. Это объясняется большим напряжением дуги в гелии. Получаемые сваркой аргоном швы довольно узкие, а в гелии – несколько шире. При этом расход гелия для обеспечения требуемой защиты материала значительно превышает расход аргона из-за возрастания размеров зоны расплавления.

Технология сварки титана в заготовках небольшой толщины предполагает использование ручных горелок с электродами из вольфрама, а также обычных автоматов аргонодуговой сварки и неплавящихся электродов. Для этого подается постоянный сварочный ток с прямой полярностью. Применение присадочных металлов обосновано для толщины листов от 1,5 мм. Без них показатели прочности соединения не будут превышать прочности основного материала. Использование прутка приводит к поглощению его разогретой поверхностью определенного объема газов, это способствует понижению пластичности металла в швах.

К особенностям сварки титана при толщине заготовок больше 4 мм относится применение различной разделки кромок (в X-, U- или V-форме). А для большей глубины сплавления в сварке электродами из вольфрама пользуются пастообразными флюсами. Их наносят небольшим слоем по краю кромки, что способствует свариванию металла без разделывания кромок с применением менее сильных, чем обычно, токов. Данная технология сокращает деформации свариваемых изделий при холодной сварке титана, цену которой можно снизить за счет сокращения пористости шва, а также рафинирования части металла в нем.

Присоединение титановых деталей большой толщины возможно без разделывания кромок сваркой с помощью погруженной дуги с неплавящимся электродом. Двухсторонней сваркой, производимой в два прохода, с использованием плавящегося электрода можно соединять без скоса кромок заготовки значительной толщины. Благодаря высокому электрическому сопротивлению этого металла вылет электрода будет небольшим. Процесс сварки осуществляется постоянным током при обратной полярности.

Удобна для титана, как и некоторых других особо активных металлов, сварка при помощи электронных лучей, позволяющая получать глубокие и узкие швы на изделиях большой толщины. А лазерная сварка титана, использующая в нагреве энергию излучения лазера, применяется для наплавки, прошивки отверстий, резки и поверхностной обработки деталей.

Услуга сварки титана аргоном на заказ в Cанкт-Петербурге

Титан – уникальный элемент, сочетающий в себе легкость, прочность и высокую коррозионную стойкость. Изделия из него активно используются в авиастроении, судостроении, ракетостроении, машиностроении, автомобилестроении, нефтегазовой промышленности, строительстве и даже в медицине. Для получения необходимых изделий из титана или его сплавов, применяют аргонодуговую сварку.

Преимущества

Данный метод универсален, он подходит для сваривания практически всех металлов и применяется в тех случаях, когда других вариантов получения неразъемных соединений нет.
Процесс сварки в инертной среде занимает небольшое количество времени, благодаря образованию высокотемпературной дуги.
В применения такого вида сварки получается качественный, тонкий и аккуратный шов.
Способ используют, когда нужно сварить деталь сложной конфигурации, т. к. в процессе образуется незначительная зона нагрева, металл не подвергается сильной деформации.
Инертный газ тяжелее воздуха, он вытесняет кислород с поверхности металла и защищает от появления на поверхности шва окислов металла. Поэтому готовый шов не нужно дополнительно дорабатывать.

Основной нюанс

При нагреве титана до 400º, он становится хрупким и легко разрушается под действием кислорода и азота, поэтому важно защищать зону сварки и ванну, в которой происходит процесс. Для этого используют специальные приспособления, через которые подают защитный газ или повышенное количество аргона.

Подготовка

Подготовка материала — важная операция, которой нельзя пренебрегать, она заключается в следующем:

полировка поверхности с помощью стальной щетки, наждачной бумаги;
обезжиривание ацетоном, спиртом;
тщательная сушка.

Для очистки поверхности еще используют химический способ: готовят специальный раствор и производят травление, при температуре не выше 50-60º.

Параметры сварки

Для сварки титана используют постоянный ток прямой полярности, непрерывную дугу, аргон или гелий высшего качества и частоты, либо газовые смеси гелия с аргоном. Необходимая сила тока зависит от таких характеристик, как толщина свариваемого соединения и диаметр вольфрамового электрода.
Процесс сварки необходимо проводить в специально подготовленных помещениях, где отсутствует сквозняк, и минимальная температура составляет минимум 15º.

Услуги сварки титана аргоном

Компания Inox-fitting работает в сфере металлообработки уже более 10 лет. Наши главные преимущества:

наличие высококвалифицированных и опытных специалистов;
применение современного инновационного оборудования;
возможность сваривать изделия любой сложности;
гарантия качества готовой продукции;
оптимальная стоимость услуг.

Мы принимаем индивидуальные заказы. Для этого во время заказа необходимо указать описание изделия, предоставить чертеж или пробный образец.
Чтобы задать вопрос или получить консультацию, обращайтесь по телефону, указанному на сайте. Будем рады вам помочь.

Прочность не ниже сварного шва: передовые методы сварки титановых труб и труб

Сварка алюминия – это, безусловно, самый документированный процесс среди цветных металлов, но, пожалуй, наиболее впечатляющим является титан. Легче, чем черные стали, но значительно прочнее алюминия, титан обеспечивает самое высокое соотношение прочности и веса среди металлов, обычно используемых сегодня в производстве. Это заметно дороже, но затраты оправданы с учетом коррозионной стойкости, более длительного срока службы и более низких затрат на обслуживание / ремонт.Инженеры, придерживающиеся долгосрочных взглядов, знают, что продление срока службы компонента с лихвой окупает дополнительные расходы, если принять во внимание труд и материалы, которые потребовались бы для его ремонта / замены. Таким образом, титан широко используется в морской, авиационной, военной, химической, энергетической, ядерной, опреснительной и медицинской отраслях.

Кислород, азот, водород и посторонние примеси, однако, являются криптонитом по отношению к титану. Загрязнения и дефекты, возникающие в процессе сварки, снижают прочность и коррозионную стойкость титана и требуют полного срезания или утилизации этого дорогостоящего материала.Таким образом, подготовка, чистота и защита во время процесса сварки имеют решающее значение. В этой статье мы рассмотрим ключевые факторы, связанные со сваркой титана, и то, как можно обеспечить оптимальную прочность и коррозионную стойкость титановой трубы и трубы ¹.

Обработка и подготовка титана: чистота превыше всего

Если вы уйдете от этой статьи с одним сообщением, это то, что чистота – ключ к успеху. Настолько, что важно не трогать материал голыми руками.Масла для тела вместе с другими маслами, жиром и грязью загрязняют материал. Во время подготовки надевайте нитриловые перчатки (или другие перчатки без ворса). По возможности следует предоставить специальную рабочую станцию, которая сводит к минимуму риск перекрестного загрязнения другими металлами. Это включает пыль от алюминия, нержавеющей стали и других распространенных сплавов.

Не используйте методы резки, которые оставляют смазанную поверхность – по возможности используйте высокоскоростные дисковые пилы вместо ленточной пилы. Размазанная поверхность может стать причиной отсутствия плавления, поэтому перед сваркой ее следует обработать напильником, чтобы удалить весь смазанный металл.

Инструменты, которые вы используете для резки и шлифовки титана, должны быть предназначены для титана. Держитесь подальше от мягких шлифовальных инструментов, в которые могут быть встроены материалы – обычно используйте твердосплавный инструмент для удаления заусенцев или напильник. Не используйте шлифовальные круги или щетки из нержавеющей стали, которые вы также используете для обработки других сплавов. Это может привести к перекрестному заражению.

Подгонка суставов помогает минимизировать тепловыделение и воздействие

Как правило, мы рекомендуем, чтобы титановая труба или труба тоньше 5 миллиметров сваривалась автогенно (квадратное стыковое соединение – без добавления присадочного металла).Обычно мы не рекомендуем добавлять присадочный металл до тех пор, пока его толщина не превысит 5 миллиметров, хотя AWS D10.6 рекомендует использовать V-образную канавку для толщины более 2,4 миллиметра и U-образную канавку для толщины более 9,5 миллиметра. В конце концов, руководствуйтесь здравым смыслом и следуйте сертифицированным сварочным процедурам. Преимущество автогенной сварки заключается в том, что вы минимизируете тепловыделение детали (меньше времени, затрачиваемого на порог выше 500-800 градусов по Фаренгейту, когда известно, что кислород и титан вступают в реакцию), и сводите к минимуму риск попадания загрязняющих веществ в сварочную ванну через наполнитель. металл.Плотная посадка во всех конфигурациях стыков важна для снижения тепловложения и минимизации воздействия кислорода на площадь поверхности.

Защитный газ и обратная продувка – залог успеха

Титан больше всего реагирует с кислородом, когда он превышает определенный температурный порог. Согласно общепринятому мнению, этот порог составляет от 500 до 800 градусов по Фаренгейту. Эта реакция приводит к охрупчиванию и потере коррозионной стойкости. Таким образом, очень важно защищать сварочную ванну защитным газом до тех пор, пока она не упадет ниже этих температур (и почему важно минимизировать тепловложение).Это включает в себя обязательную обратную продувку трубы или трубы с использованием любых имеющихся в продаже дамб и продувок.

Большая часть сварки титановых труб выполняется на открытом воздухе. Камера с продувкой газа обеспечивает исключительную защиту, но она дорогая (с точки зрения затрат и защитного газа, необходимого для ее продувки), потенциально громоздка для сварки и не всегда вмещает большие заготовки. Это также требует больших затрат времени.

100-процентный аргон рекомендуется как защитный газ, так и защитный газ при сварке титановых труб и труб.Обратите особое внимание на процедуры сварки, поскольку они могут определять уровни чистоты и точку росы этого аргона. Например, это может потребовать использования защитного газа с содержанием кислорода не более 20 частей на миллион (ppm) и / или точкой росы от -50 до -76 градусов по Фаренгейту. Для некоторых приложений может потребоваться чистота 99,999%.

Процедуры сварки могут требовать периодического использования смеси аргон / гелий 75/25 или 70/30 в качестве защитного газа, но это не является обычным явлением. Гелий, однако, может использоваться в качестве защитного газа, поскольку он обеспечивает такую же общую защиту, как и аргон.Аргон рекомендуется в качестве основного ингредиента защитного газа, поскольку он обеспечивает большую стабильность дуги, большую плотность, дешевле и более доступен.

Два компонента, которые обычно нельзя использовать в других сварочных процессах TIG, которые имеют решающее значение для процесса защиты, – это газовая линза и задний экран. Газовая линза заменяет корпус стандартной цанги и улучшает поток и покрытие защитного газа вокруг вольфрама, дуги и сварочной ванны. Подвижные экраны могут быть приобретены или изготовлены в соответствии с конкретными конфигурациями стыков и обеспечивают непрерывный вторичный источник защитного газа для обеспечения защиты сварочной ванны и зоны термического влияния до тех пор, пока каждая из них не опустится ниже диапазона от 500 до 800 градусов.Для транспортировки всех защитных газов используйте чистый непористый пластиковый шланг, поскольку резина поглощает кислород, который может загрязнить сварной шов. Некоторые сварщики также используют чашки увеличенного размера, чтобы обеспечить дополнительное покрытие вокруг сварного шва, но это необходимо только с практической точки зрения.

Выбор оборудования

Сварка титановых труб и трубок относительно проста, так как рекомендуется выполнять сварку в режиме постоянного тока с отрицательным электродом (DCEN). Таким образом, будет достаточно источника сварочного тока на основе трансформатора или инвертора с возможностью работы на постоянном токе.Сварочные функции на переменном токе не требуются (если вы регулярно не используете источник питания для сварки других сплавов). Несколько ключевых моментов:

Возможность зажигания высокочастотной дуги имеет решающее значение, поскольку вольфрам никогда не должен касаться основного материала.

Импульсный режим чрезвычайно полезен для снижения тепловложения, повышения стабильности дуги и увеличения проплавления. Таким образом, инверторы с более высокими частотами импульсов могут обеспечить здесь преимущество.

Выберите сварщика с малым током – источник питания с диапазоном от трех до 200 ампер обеспечивает отличный диапазон для большинства сварочных работ с титановыми трубами / трубами.

В этом случае подойдет горелка с воздушным или водяным охлаждением, в зависимости от таких факторов, как доступность соединения и сила тока при сварке. Горелки с водяным охлаждением меньше по размеру и предлагают больший комфорт и совместную доступность, но стоят дороже, а также требуют покупки или добавления охлаждающего устройства.Горелки с воздушным охлаждением немного больше, но стоят меньше и, вероятно, подходят для большинства применений для сварки титана.

Расходные материалы и другие компоненты

Согласно AWS D10.6, предпочтительны электроды из торированного и лантанового вольфрама, хотя мы также видели, что клиенты используют двухпроцентный церированный вольфрам. Вольфрам следует отшлифовать до точки и иметь следующие размеры: 1/16 дюйма или меньше для <90 ампер; 3/32 дюйма на 90-200 ампер; и вольфрам толщиной 1/8 дюйма для сварки при токе более 200 ампер.

Присадочный металл обычно подбирается непосредственно к основному металлу, хотя в некоторых случаях для достижения желаемых механических свойств используются вариации, такие как использование присадочного металла с более низкой прочностью для повышения пластичности. Выбор присадочного металла всегда должен определяться процессом сварки.

Сварка

Хотя ваш успех во многом будет зависеть от вашей подготовки, есть несколько важных моментов, о которых следует помнить при сварке титановой трубы и трубы:

Не забудьте очистить присадочный металл и обрезать конец, чтобы обнажить чистый титан перед сваркой.

Проверить аппарат защитного газа на наличие утечек или дефектов, которые могут привести к попаданию кислорода или влаги в сварочную ванну.

Подождите 2–5 секунд для предварительной продувки, чтобы обеспечить надлежащую защиту соединения.

Используйте высокочастотный запуск дуги.

Прихваточные швы должны выполняться в тех же условиях, что и окончательная сварка – без исключений.

Всегда держите присадочный металл в зоне действия защитного газа.Если вы прекратили сварку или присадочный металл загрязнился, закрепите его и начните заново.

Дайте защитному газу течь по сварному шву в течение 20–25 секунд после завершения, чтобы защитить шов, когда он остынет ниже порога загрязнения.

Термическая обработка перед и после сварки обычно не требуется в этих случаях, но следуйте инструкциям, подробно изложенным в процедурах сварки.

По завершении титан подскажет, является ли сварной шов приемлемым или нет, по цвету.Обычно приемлемы цвета от серебристого до соломенного и коричневого. Поскольку вы переходите к синему, зеленому, серому и, в конечном итоге, к белому, эти сварные швы неприемлемы. Сделайте шаг назад и изучите каждый шаг вашего процесса, чтобы определить, где загрязнения попадают в сварной шов. Устранение этой переменной должно помочь вам получить нужные цвета.

Если присутствует загрязнение, сварной шов придется полностью срезать и начинать заново – быстрого устранения загрязненного титанового шва нет.

С этими советами и ресурсами вы должны быть на пути к успешной сварке титановой трубы и трубы. Всегда консультируйтесь со своими процедурами сварки, чтобы помочь вам, а в случае сомнений – очистить.

Консультированные ресурсы:

Американское общество сварки. AWS D10.6 / D10.6M: 2000 Рекомендуемые методы для газо-вольфрамовой дуговой сварки титановых трубопроводов и трубок Майами: Американское сварочное общество, 2000

http://www.weldcraft.com/2008/10/tig-welding-titanium-tubing/; Джек Фулсер, 2008

¹ В этой статье обсуждаются общие передовые методы – всегда соблюдайте сертифицированные процедуры сварки.

Как сваривать титан – Советы и хитрости

Заявление об ограничении ответственности: welderportal.com поддерживается своей аудиторией. Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Титан считается экзотическим металлом благодаря небольшому весу, хорошей прочности и коррозионной стойкости. Однако раньше считалось, что правильную сварку титана можно проводить только в герметичных камерах. Это химически активный металл, который может загрязняться атмосферными газами.Но сварка титана на самом деле не так сложна, как думают многие сварщики. Вам просто нужно поддерживать надлежащую газовую защиту во время сварки, остальное очень похоже на сварку других типов металлов.

Сварка титановых наконечников

Подготовка сварного шва

Одним из наиболее важных факторов при определении качества титанового шва является правильная подготовка шва.

Очистите поверхность титана от любых загрязнений и удалите масло, жир или грязь.Лучше всего использовать химические вещества, специально предназначенные для титана. Помните, что чем чище будет титан, тем прочнее будет сварной шов.
Для удаления загрязнений можно использовать пароочиститель или разбавленный раствор гидроксида натрия.
Используйте небольшой вентилятор с горячим воздухом, чтобы на поверхности не осталось влаги. Однако убедитесь, что вы не используете его с легковоспламеняющимися растворителями.
Убедитесь, что все сварочные детали также чистые и сухие.
Никогда не используйте для очистки титана чистящие средства на основе хлора.
Даже ваши руки могут быть источником заражения. Но имейте в виду, что резиновые перчатки могут содержать хлор, поэтому вместо этого выбирайте пластиковые или хлопковые перчатки.
Перед зажиганием дуги убедитесь, что растворители, которые вы использовали для очистки поверхности, полностью испарились, так как обычно они имеют низкую температуру вспышки.

Сварка

После того, как вы очистили поверхность и сварочные материалы, следующее, что нужно учитывать, – это атмосфера. Как мы уже упоминали выше, титан подвержен загрязнению атмосферными газами.Поэтому очень важно использовать защитный газ для сварки. Предпочтительный выбор газа – чистый аргон.

При выборе аргона убедитесь, что он чист на 99,999%. Если он будет даже немного менее чистым, это может привести к желтому обесцвечиванию. Загрязненный газ также может привести к образованию пятен и синей окраске.

Перед использованием высокочастотного пуска дайте газу аргон течь в течение нескольких секунд. Если вы увидите однородный цвет, это означает, что экранирования достаточно для равномерного покрытия.

Одним из существенных отличий между сваркой титана и других металлов является необходимость экранирования также и с обратной стороны сварного шва.Таким образом, всю область сварного шва, подвергшуюся термическому воздействию, необходимо продуть аргоном.

Для сварки более мелких деталей можно использовать специальные гибкие корпуса, перчаточные ящики, заполненные аргоном. Если ваши детали не помещаются в эти гибкие корпуса, вы также можете использовать специальные камеры для продувочного газа из полиэтилена. С помощью монитора продувки вы можете проверить, достаточно ли в камере аргона.

Окончательная обработка

Не менее важно, как вы закончите сварку. Дайте защитному аргону течь, пока титан не остынет до температуры ниже 500 градусов по Фаренгейту.Любое изменение цвета является хорошим признаком недостаточной защиты.

Большинству сварщиков требуется многолетний опыт в сварке, прежде чем они почувствуют, что достаточно квалифицированы, чтобы попробовать процесс сварки TIG титана. Однако, если вы зададитесь целью освоить навыки, необходимые для сварки титана, вы увидите, что это не так сложно, как все думают. Основными моментами для создания прочного и чистого титанового сварного шва каждый раз является использование газа аргона высокой чистоты, идеальная очистка рабочей зоны, использование бокса для перчаток с продувкой с обеих сторон сварного шва для равномерного распределения аргона и, наконец, поддержание защитного экрана. пока металл не остынет.

TIG для титановых труб

Титан на 45 процентов легче стали, на 60 процентов тяжелее алюминия и более чем в три раза прочнее любого из них. Хотя он намного дороже, чем многие другие металлы, он имеет более высокую коррозионную стойкость, более низкие затраты на жизненный цикл, более длительный срок службы и значительно более низкие затраты на техническое обслуживание и ремонт, чем у большинства других металлов. Общие применения титана включают в себя военное, аэрокосмическое, морское, химическое, энергетическое, нефтегазодобывающее и медицинские устройства.

Титан – химически активный металл, который легко взаимодействует с кислородом, что делает его склонным к окислению и загрязнению, а также затрудняет сварку. Однако тщательная подготовка, твердая рука и много практики приводят к успешной сварке.

Эта статья посвящена дуговой сварке вольфрамовым электродом в газовой среде (GTAW, также известной как сварка TIG или сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа) титановых труб и труб с использованием титана ASTM Grade 5 (Ti6Al4V) в качестве эталона.

Чистота критична

Сварка титановых трубок требует особой чистоты – основной металл, присадочный металл и сварочная среда должны быть безупречными.Загрязнение натуральными маслами для тела, маслами в процессе формования и волочения, производственной пылью, краской, грязью, смазочно-охлаждающими жидкостями и смазочными материалами – все это может привести к охрупчиванию и разрушению сварных швов.

Начните с очистки рабочей зоны и удаления из нее любого мусора и обязательно выберите место с минимальным потоком воздуха, чтобы не нарушать поступление защитного газа во время сварки. Затем обезжирьте присадочный стержень и основной металл: наденьте специально предназначенные для этого нитриловые перчатки, чтобы предотвратить попадание жира на эти предметы.Затем нанесите метилэтилкетон (МЭК) на чистую ткань без ворса и протрите титан, чтобы удалить оставшееся поверхностное загрязнение. На этом этапе поместите наполнитель в герметичный контейнер, чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение.

Перед сваркой удалите оксидную окалину, которая образуется при реакции титана с кислородом, с поверхности трубки. Этот оксидный слой обеспечивает титану заметную коррозионную стойкость. Тем не менее, его необходимо удалить перед сваркой, поскольку он плавится при более высокой температуре, чем титан, и может попасть в расплавленную сварочную ванну с образованием включений, ослабляющих сварной шов.

Шлифовальный станок с твердосплавным инструментом для удаления заусенцев или твердосплавный напильник – оба предназначены для титана – лучше всего подходят для удаления оксидного слоя со сварного шва. Не рекомендуется использовать стальную вату и абразивные материалы, поскольку они могут вызвать загрязнение. Не забудьте использовать низкую скорость измельчения, чтобы избежать чрезмерного нагрева. После шлифовки оксидного слоя еще раз протрите шов тканью, смоченной метилэтилкетоном или ацетоном. прочь. Подождите, пока растворитель полностью испарится, прежде чем зажигать дугу, потому что некоторые растворители имеют низкие температуры вспышки.

A Perfect Fit (вверх)

Подгонка стыков, возможно, более важна для титановых трубок, чем для любых других металлических труб, потому что это критически важно для предотвращения попадания кислорода в сварной шов. Шов должен быть квадратным (не создавайте V-образного паза), что позволяет минимизировать количество тепла и металла сварного шва, необходимого для заполнения шва; это, в свою очередь, снижает вероятность прожога и загрязнения.

Зажмите детали в позиционере или на рабочей станции, чтобы убедиться, что два конца стыкуются вместе как можно плотнее и точнее.

Большинство тонкостенных титановых трубок не требуется предварительно нагревать. Однако проконсультируйтесь с поставщиком сварочного оборудования, если вы планируете сваривать титан толщиной более дюйма, потому что некоторый предварительный и последующий нагрев может оказаться полезным.

Важность покрытия защитным газом

Чистый аргон рекомендуется для сварки титана из-за его высокой чистоты и низкого содержания влаги. Смесь аргона / гелия 75/25 может быть использована для улучшения стабильности и увеличения проникновения только в том случае, если это указано.

Американское сварочное общество (AWS) рекомендует измерять чистоту сварочного газа, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам, установленным для каждого применения. Типичные спецификации предполагают, что защитный газ должен иметь чистоту не менее 99,995%, содержать не более 20 частей на миллион (PPM) кислорода и точку росы выше -76 градусов F. Для других применений требуется поток аргона с чистотой 99,999%.

Очень важно оснастить сварочную горелку отводным экраном – в противном случае возрастет риск загрязнения кислородом, а вместе с ним и вероятность растрескивания.Некоторые сварщики изготавливают свои собственные продольные щиты, хотя многие модели доступны для покупки. Подвижные экраны соответствуют форме трубы и следуют за резаком GTAW вокруг трубы. Экраны обеспечивают дополнительную защиту от аргона. над сварным швом после прохождения горелки и потока аргона. Настройка потока резака и заднего защитного газа на уровне 20 кубических футов в час (CFH) обеспечивает наилучшее покрытие.

Очистка, процесс, который удаляет кислород, содержащийся в трубе, также

требуется при сварке титановых трубок.Этот процесс может быть завершен с помощью любой продувочной перегородки: водорастворимых перегородок, резиновых прокладок, специальной ленты или надувных баллонов. Аргон поступает в зону перекрытия, чтобы заменить кислород, содержащийся в трубке. Дайте аргону течь достаточно долго, чтобы заменить кислород 10 раз, чтобы обеспечить чистейшую сварочную среду.

Всегда используйте чистый непористый пластиковый шланг для подачи защитного газа к резаку, отводному экрану и продувке. Не используйте резиновый шланг; резина пористая и поглощает кислород, который может загрязнить сварной шов.

Выбор присадочного металла

Используйте присадочный металл при сварке титановых трубок толщиной более 0,010 дюйма (см. Рисунок 1 ). Как правило, присадочный металл должен соответствовать марке свариваемого титана – он должен быть точным. Некоторые области применения допускают исключения, например, присадочный металл с более низким пределом текучести, чем основной металл, для повышения пластичности. Однако любые изменения должны быть тщательно протестированы и исследованы, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям и спецификациям процесса.

и

Рекомендуемые титановые присадочные металлические сплавы
Заполнитель основания	AWS A5.16 ERTi-2	AWS A5.16 ERTi-2	AWS A5.16 ERTi-3	AWS A5.16 ERTi-5	AWS A5.16 ERTi-9 и ERTi-9ELI	AWS A.16 ERTi-23
Класс 1 (CP-1) [Коммерчески Чистый]	X
Класс 2 (CP-2)	X	X
Класс 3 (CP-3)					34 Ti6A14V)		X
Класс 9 (Ti3A12.5 В)			X		X
Grade 23 (Ti6A14V ELI) (сверхнизкое межстраничное )						X
Рис.1

Расходные детали

и

GTAW дает сварщику больший контроль над подводом тепла и лужей, чем любой другой процесс сварки. Инвертор GTAW с высокочастотным запуском дуги, возможностью дистанционного управления силой тока, таймером продувки и выходной мощностью не менее 250 ампер отлично сваривает титан.

Всегда устанавливайте полярность аппарата на отрицательный электрод постоянного тока (DCEN). DCEN предлагает более глубокое проникновение и более узкий валик по сравнению с положительным электродом постоянного тока (DCEP).

Совместите инвертор с горелкой с воздушным или водяным охлаждением. Горелка с воздушным охлаждением обеспечивает хорошие характеристики при сварке при токе ниже 150 А и стоит меньше, чем горелка с водяным охлаждением. С другой стороны, горелка с водяным охлаждением меньше по размеру, более маневренна и позволяет выполнять сварку при более высоких силах тока в течение продолжительных периодов времени, хотя большинство сварных швов на титане короткие и создаются при уровнях мощности ниже 150 ампер.

Используйте 2-процентный вольфрамовый электрод, заземленный до точки, соответствующей сварочному току, следующим образом:

До 90 А: 1⁄16 дюйма или меньше
90-200 ампер: 3⁄32 дюйма
Более 200 ампер: 1⁄8 дюйма

Используйте газовую линзу для равномерного распределения защитного газа и создания плавного потока газа над сварочной лужей.

Сделайте дугу и приступайте к работе

Сначала отрежьте конец присадочного стержня, чтобы открыть чистую, незагрязненную точку для начала сварки.Прежде чем зажигать дугу, запустите поток аргона в течение нескольких секунд, чтобы обеспечить полное покрытие области сварного шва.

Используйте функцию высокочастотного зажигания дуги инвертора для зажигания дуги. Углы горелки, скорость горелки и углы присадочной проволоки, аналогичные тем, которые используются при сварке нержавеющей стали, обеспечивают оптимальные условия для сварки титановых труб.

Создать сварочную ванну из титана довольно просто, но она может нелегко сдвинуться. Толкание сварочной ванны вместе с дугой и присадочным стержнем обычно дает наилучшие результаты, но вы должны держать присадочный стержень внутри оболочки защитного газа во время сварки.Также важно свести к минимуму тепловложение, поскольку чрезмерное нагревание может привести к растрескиванию сварного шва. Используйте технику мазка (при постоянном движении скорости) с присадочным металлом вместо того, чтобы постоянно оставлять штангу в луже.

По окончании сварки подождите 20–25 секунд для защиты шва, пока он остынет ниже порогового значения 800 градусов по Фаренгейту. Это момент, когда кислород больше не реагирует с титаном. Некоторые правила сварки могут требовать продувки до тех пор, пока температура не упадет ниже 500 градусов по Фаренгейту, поэтому всегда следуйте письменной процедуре.

Titanium дает возможность показать свой истинный цвет после завершения сварки. Окончательный цвет сварного шва показывает, насколько хорошо защитный газ защищает сварной шов от загрязнений и насколько толстый оксидный слой (см. , рис. 2, ). В дополнение к визуальному осмотру качество определяется проникающей способностью красителя, испытаниями на твердость, рентгеновскими, ультразвуковыми и разрушающими испытаниями. титановых швов.

приемлемо ^a приемлемо Светло-соломенный Коричневый Фиолетовый неприемлемо ^{b, c}1 , с

Критерии приемлемости цвета
Цвет сварного шва	Индикация качества
Ярко-серебристый	Допустимо ^a
Допустимо ^a
Темно-соломенный	Допустимо ^a
Бронзовый	Допустимо ^a
Неприемлемо ^{b, c}
Темно-синий	Неприемлемо ^{b, c}
Светло-синий	Неприемлемо ^{b, c}
Серый	Недопустимо
Белый	Недопустимо
Рисунок 2. Примечание. Обесцвечивание бывает разных оттенков, оттенков и тонов.		а. Перед дальнейшей сваркой необходимо удалить обесцвечивание.	г. На сварном шве и в ЗТВ до 0,03 дюйма за сварным швом.	г. Фиолетовые, синие и зеленые изменения цвета являются причиной отказа, если необходимо выполнить дополнительную сварку. На готовых сварных швах допустимо изменение цвета в синий и зеленый, но их необходимо удалить перед последующей обработкой.

Титан – его можно сваривать!

Рисунок 1

«Титан не обязательно должен быть таким уж сложным при сварке!» Американское общество сварки (AWS) ¹ заявило об этом, и я согласен.Хорошо выполненные титановые сварные швы выглядят как застывшая ртуть: блестящие и отражающие. Несколько основных факторов отличают титан от других металлов. Эти уникальные характеристики и недостаточное понимание них могут привести к распространенному мнению, что титан слишком сложно сваривать.

Где вы начинаете выполнять хорошие сварочные швы вольфрамовым электродом в газовой среде? Титан – химически активный металл, который образует соединения с менее чем оптимальными свойствами. Нагретая на воздухе поверхность детали содержит хрупкие карбиды, нитриды и оксиды, каждый из которых может снизить сопротивление усталости и ударную вязкость сварного шва и зоны термического влияния (HAZ).Вам необходимо защитить не только свариваемую поверхность, но и обратную сторону сварного шва, которая столь же чувствительна.

Медные продувочные приспособления направляют аргон по поверхности детали. Промывка из меди или алюминия без твердого никелирования для предотвращения истирания металла может привести к локальному легированию на поверхности титановых деталей.

Хлор из пота на руках может вызвать локальную коррозию. Обработка «в белых перчатках» – это не просто признак качества сварки титана; Использование безворсовых перчаток после окончательной очистки перед сваркой может потребоваться для получения высококачественных сварных швов.

Каждый раз, когда металл достигает температуры от 900 до 1000 градусов F, хрупкая стабилизированная кислородом альфа-фаза (или α-case ) может образовываться не только на поверхности сварного шва и его задней стороне, но и на шлифовальных инструментах ². Тепло от трения, особенно от колес из оксида алюминия (Al ₂ O ₃), может создавать достаточно высокие температуры, чтобы сделать поверхность хрупкой. Твердосплавные диски лучше, потому что в них нет алюминия, загрязняющего сварной шов. Лучше всего легкое прикосновение, потому что титан имеет низкую теплопроводность и его необходимо поддерживать ниже отметки 500 градусов по Фаренгейту, где начинается отслоение отложений.

Подготовка к сварке

Подготовка к сварке должна включать удаление масла, смазки, грязи или шлифовальной пыли с соединяемых поверхностей. Очистка паром или окунание щелочью в разбавленный раствор гидроксида натрия может удалить большинство этих загрязнений. Чтобы удалить последние оставшиеся органические соединения непосредственно перед сваркой, используйте безворсовую перчатку и метиловый спирт, ацетон или другой не содержащий хлора растворитель. Поскольку большинство этих растворителей имеют низкую температуру вспышки, убедитесь, что они полностью испарились, прежде чем зажигать дугу.

На наиболее ответственных деталях использование небольшого нагнетателя горячего воздуха (типа фена) для небольшого нагрева детали гарантирует отсутствие конденсации влаги на свариваемой поверхности. Не забывайте, что резиновые перчатки могут содержать хлор в процессе вулканизации. Рекомендуются пластиковые перчатки.

Чистый аргон нанесен правильно

Чистота аргона должна составлять 99,999%. Даже если чистота аргона составляет 50 частей на миллион (PPM) (99,995%), это может привести к некоторому обесцвечиванию до желто-соломенного цвета.Многие магазины стремятся поддерживать уровень загрязнения 10 частей на миллион во время сварки. Если цвет начинает покрываться пятнами или появляется какой-либо намек на синий, аргон недостаточно чистый или вы наносите его неправильно. Прежде чем использовать высокочастотный пуск, запустите подачу газообразного аргона в течение нескольких секунд. Если у вас достаточно защиты и аргон равномерно распределяется по детали, вы должны увидеть однородный цвет.

Пятнистые или завихренные узоры обычно указывают на то, что течет слишком много аргона (см. Рисунок 1 ).Плотность аргона больше, чем у воздуха, поэтому он имеет тенденцию течь по поверхности детали так же, как вода. Там, где возникают водовороты, воздух может смешиваться с покровным газом аргоном и создавать завихрения.

Что действительно отличает титановую сварку от большинства других типов GTAW, так это необходимость в аргоновом покрытии на обратной стороне сварного шва. Везде, где титан нагревается, может образоваться хрупкая альфа-оболочка. Для очень сложных деталей с внутренними проходами или деталей, требующих большого ремонта сваркой, перчаточные ящики могут предложить экономичное решение.Для деталей, слишком больших для прохождения через перчаточный ящик, можно использовать специальные гибкие полиэтиленовые пластиковые пакеты с прикрепленными перчатками. Используйте монитор продувки, чтобы увидеть, когда в пакете содержится достаточно чистого аргона, зажгите дугу и выполните сварку. Работать в герметичных перчатках, особенно в течение продолжительного времени, может быть жарко, но это часть проблемы при работе с титаном.

Чистовая обработка

Не менее важен конец шва.Титан горячий, и защитный поток аргона все еще необходим, пока металл не остынет ниже примерно 500 градусов по Фаренгейту. Цвет может быть вашим лучшим индикатором достаточного использования аргона. Некоторое изменение цвета может произойти за пределами HAZ и, в зависимости от критичности сварного шва, может быть приемлемым.

Нежелательный фейерверк

Обязательно удерживайте титановую пыль от шлифовальных работ. Титановые хлопья и порошок используются в фейерверках и не должны накапливаться. Часто белый сверкающий эффект в воздушных снарядах или пиротехнических фонтанах возникает из-за реакции горения титана.Реакция может быть аналогична реакции термитной сварки, если дать возможность смешанной пыли вступить в реакцию. Хотя фейерверк Четвертого июля – это весело, неожиданное высвобождение такого рода энергии может быть опасным. Фильтры Waterfall могут быть эффективными при борьбе с титановой пылью.

Почему для дуговой сварки титана использовать GTAW, а не газовую дуговую сварку металла? Во многих случаях легче отрегулировать температуру сварочной ванны, убедиться, что металла достаточно для предотвращения подрезов, или добавить присадочный металл, который не совпадает с основным металлом или металлами с GTAW.Добавляя металл отдельно от электрода, поддерживающего сварочную ванну, у вас появляется больше возможностей и больше контроля.

Blueprint for Success

Аргон высокой чистоты; очистить рабочие места от горючего шлифовального мусора; обработка белых перчаток после тщательной очистки; хорошо продуманные и поддерживаемые продувки с обеих сторон детали для равномерного распределения аргона; и техника удержания горелки на месте до тех пор, пока металл не остынет ниже 500 градусов по Фаренгейту, каждый раз должен давать чистый титановый шов серебристого цвета.

Как сваривать титан | ОТВЕТЫ НА СВАРКУ

Титан – это металл серебристо-серого цвета, плотность которого примерно вдвое меньше плотности стали (0,163 фунта / дюйм3). Чистый титан относительно мягкий, имеет очень низкий предел прочности на разрыв. Для использования в конструкционных приложениях титан легируют хромом и железом, хромом и алюминием, марганцем и алюминием и только марганцем. Эти легирующие элементы повышают UTS титана с 45 000 фунтов на квадратный дюйм до более 200 000 фунтов на квадратный дюйм.

Легированный титан имеет высокое отношение прочности к массе и отличную коррозионную стойкость.Эти характеристики сохраняются при повышенных рабочих температурах до 800˚F [427˚C]. Как и ожидалось, высокая прочность на разрыв также сопровождается низкой пластичностью; тем не менее, титан может иметь хорошую усталостную долговечность при условии, что в нем нет никаких загрязнений.

Титановые сплавы широко используются в морской отрасли и в химической обработке. Их основное применение по-прежнему остается в авиастроении.

Преимущества использования титановых сплавов

Как упоминалось выше, титановые сплавы обладают отличной коррозионной стойкостью и высокой прочностью на разрыв.Ниже представлен более полный список его преимуществ.

Превосходная стойкость к усталости
Превосходная ударная вязкость
Низкий коэффициент теплового расширения
Высокое соотношение прочности и веса – обеспечивает такую же прочность, как сталь, при вдвое меньшем весе.
Отличная стойкость к окислению при повышенных температурах.
Способность сохранять прочность до -320˚F.
Отличная коррозионная стойкость
Низкая теплопроводность
Без масштабирования ниже 800˚F

Сварка титановых сплавов

Для успешной сварки титана необходимо тщательно учитывать многие факторы.Большинство из этих предметов такие же, как при сварке углеродистой стали, алюминия, нержавеющей стали и других металлов. Однако главное отличие – необходимость всегда иметь инертную атмосферу. Эта инертная атмосфера необходима не только во время затвердевания лужи, но и при охлаждении сварного шва и ЗТВ до температуры ниже критической. Эта критическая температура составляет 968˚F [520˚C]; однако рекомендуется поддерживать инертную атмосферу до тех пор, пока основной металл не остынет до температуры ниже 752˚F [400˚C].

Кислород и азот диффундируют в титан при температурах выше 752˚F [400 ° C], повышая предел прочности на разрыв, но вызывая охрупчивание металла.

Максимально допустимое количество кислорода в металле сварного шва составляет 0,30%, в то время как азот входит только 0,15%. Водород ограничен еще до 150 частей на миллион. По этой причине чистота основного металла, присадочного металла и полностью инертная атмосфера абсолютно необходимы.

Для небольших деталей лучший способ сварки – это использование процесса GTAW внутри аргоновой камеры. Эта камера полностью заполнена аргоном и, как правило, оснащена датчиком кислорода и азота, чтобы гарантировать, что уровни этих элементов ниже указанных максимумов.Некоторые камеры очень похожи на шкафы для пескоструйной обработки, но они совсем другие. Так что не думайте, что вы можете использовать пескоструйный шкаф в качестве камеры для аргона.

Камеры с аргоном выглядят как шкафы для пескоструйной обработки, но они намного сложнее.

Камера заполнена аргоном. Когда аргон попадает в камеру, он вытесняет кислород, поскольку он тяжелее. Кислород поднимается и выходит через специальное отверстие в верхней части камеры. Анализатор кислорода покажет, когда вы можете начать сварку.Как только уровень кислорода опустится ниже указанного уровня, можно начинать сварку.

Перед заполнением камеры аргоном необходимо ввести все, что нужно сварить. Сварочные горелки, присадочные металлы и другие материалы также должны быть в изогнутом состоянии перед началом продувки. Для удаления кислорода в небольших камерах требуется около 5-8 минут. Камера гораздо большего размера может занять несколько часов. Конечно, это зависит от расхода поступающего аргона.

Для более крупных деталей требуются камеры большего размера, в которых будет несколько областей для сварки.

Аргон должен непрерывно подаваться в камеру, это не прекращается, когда уровень кислорода падает ниже указанного максимума. Продувка прекращается только после завершения сварки и необходимости извлечения деталей.

Физической характеристикой титана и титановых сплавов является их относительно низкая теплопроводность. Это означает небольшую зону термического влияния после сварки и меньшую площадь, требующую инертной атмосферы. Благодаря этому можно успешно сваривать титан вне камеры с аргоном.По-прежнему требуется надлежащая защита с помощью поступающего газа и защиты обратной стороны сварного шва, как в случае тонких секций и / или секций труб.

Критерии приемки сварных швов подробно описаны в нормах и стандартах. Большинство применений, в которых используется титан, имеют критическое значение, поэтому допуски на неоднородности, такие как поднутрение, пористость, недостаточное заполнение, трещины и перекрытие, равны нулю или очень близки к нему. Основное беспокойство вызывает улавливание кислорода, азота и водорода при расплавлении титана.

Небольшое испытание обычно проводится на куске титанового лома перед началом сварки производственных деталей. Тест состоит в зажигании дуги и образовании лужи. Присадочный металл не добавляется. Затем дуга гаснет и лужа затвердевает. Как только деталь успела остыть, оценивается цвет. Вам нужен сварной шов серебристого цвета. Если есть какое-либо изменение цвета, это означает, что кислород и / или азот были поглощены сварным швом.

Таблица критериев приемки в зависимости от цвета после остывания сварного шва.

Эту диаграмму можно использовать для оценки того, достигается ли правильное экранирование путем выполнения упомянутого выше теста.

Если не удалось достичь нужной атмосферы, может потребоваться дополнительное время продувки. Вы также должны убедиться, что в камере нет утечек, из-за которых в нее может попадать воздух.

Сварка титана по-прежнему остается нишевым бизнесом, освоенным лишь немногими. Этот тип сварки обычно выполняется в критически важных авиационных компонентах, поэтому он также требует значительного объема документации и возможности отслеживания.

Советы по сварке титана – блог Joe Electrode

Титан такой же прочный, как сталь, почти вдвое меньше его веса и обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает его очень желанным и экономичным выбором для промышленности, особенно оборонной и аэрокосмической.

Плюсы сварки титаном:

Отношение прочности к весу на 30% или выше по сравнению с алюминием или сталью.
На 40% легче стали, высокая прочность на разрыв.
Высокая коррозионная стойкость – титановые трубы предпочтительнее для использования в морских условиях из-за их превосходной устойчивости к соленой воде.
Низкая теплопроводность и расширение.
Намного более высокая жесткость, чем у алюминия или магния.
Рабочие температуры до 900ºF.
Самоуплотняющаяся защита от многих коррозионных веществ (образует на поверхности диоксид титана).

Минусы сварки титаном

Менее жесткая и мягкая, чем сталь.
Низкие износостойкость.
Предел прочности на разрыв уменьшается с повышением температуры (низкий предел ползучести).
Воспламеняется в виде порошка в обычном воздухе.

Почему сварка титаном может быть проблемой

Многие недостатки титана напрямую влияют на сварку, в результате чего с ним сложно работать. При высоких температурах титан становится очень реактивным по отношению к химическим веществам в окружающей среде. В обычном воздухе при сварке титан загрязняется карбидами, нитридами и оксидами, которые делают сварной шов и HAZ (зону термического влияния) хрупкими, что приводит к снижению сопротивления усталости и ударной вязкости.

Кроме того, хлор из вашего пота или из чистящих средств может вызвать коррозию сварного шва. Таким образом, сварной шов и его обратная сторона должны быть защищены от загрязнения, чтобы обеспечить качественный сварной шов. Даже трение шлифовальных кругов (особенно кругов из оксида алюминия) может привести к выделению тепла и появлению загрязняющих веществ, разрушающих сварной шов.

Даже с учетом этих соображений при тщательной подготовке любой профессиональный сварщик может получить качественные титановые сварные швы.

Сварка титановых насадок

Поскольку загрязнение является основной проблемой, производство титана требует особого внимания к чистоте самого металла и окружающей среды в цехе.Часто сварщики, работающие с титаном и другими металлами, выделяют участок исключительно для производства титана. Для получения приемлемых результатов в этой области не должно быть сквозняков, влаги, пыли, жира и других загрязняющих веществ и факторов загрязнения. Это означает, что механическая обработка, окраска, шлифование, резка резаком и т.п. не должны выполняться в одной и той же области. В идеале вы должны минимизировать влажность, чтобы поддерживать низкую точку росы.

Подготовка сварочных материалов

Пожалуй, наиболее важным фактором для получения качественных сварных швов из титана является надлежащая подготовка и уход за сварочными материалами.Удаление поверхностных загрязнений чрезвычайно важно. Полезные советы:

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

• Храните детали в чистом, сухом месте, следя за тем, чтобы они были упакованы и изолированы от окружающей среды, когда они не используются. В том числе и сварочная проволока.

• Даже чистые руки могут стать источником загрязнения, поэтому при работе с материалами используйте чистые перчатки без ворса. Избегайте резиновых перчаток, потому что они могут содержать хлор. Вместо этого используйте пластиковые или хлопковые перчатки.

Подготовка материалов и поверхности

• Поверхности стыков должны быть гладкими, чистыми и полностью свободными от загрязнений.Сварные соединения и проволока должны быть очищены от прокатной окалины, грязи, пыли, жира, масла, влаги и других загрязнений. Любые загрязнения, попавшие в титан, ухудшат его характеристики и коррозионную стойкость.

• При подготовке поверхности используйте только щетку из нержавеющей стали, которая используется исключительно для титана, чтобы свести к минимуму перекрестное загрязнение от других металлов. После использования кисти ополосните ее спиртом и храните в закрытой таре.

• Используйте твердосплавный напильник для удаления следов пригорания, оставшихся после шлифовки или механической опиливания.Не используйте стальной напильник, наждачную бумагу или стальную мочалку, так как они могут оставлять частицы в основном металле.

• Никогда не используйте чистящие растворители на основе хлора.

• Если вы используете метилэтилкетон (MEK), ацетон или другой легковоспламеняющийся растворитель, убедитесь, что он полностью испарился, прежде чем зажигать дугу.

• Тщательно очистите материалы перед сваркой. Очистка паром или погружение в разбавленный раствор гидроксида натрия может удалить большинство ранее упомянутых загрязнений.Даже в этом случае вам все равно нужно будет выполнить окончательную дезактивацию, чтобы удалить любые остаточные загрязнения.

• Непосредственно перед сваркой удалите любой, возможно, невидимый водяной конденсат с помощью нагнетателя горячего воздуха. Не используйте воздуходувку с легковоспламеняющимися растворителями.

• Чтобы ускорить процесс очистки, мы рекомендуем салфетки EZ Wipes – тканевые салфетки без ворса, которые хранятся в удобной магазинной упаковке. Одна сторона салфетки слегка абразивна, чтобы удалить застрявшие загрязнения, а другая сторона гладкая для окончательной очистки.Салфетки не содержат ацетона, безопасны, просты в использовании и выбрасываются в обычный мусор без специального обращения.

• Очистка титана от отложений легких оксидов кислотным травлением. Обычный травильный раствор – это 48% фтористоводородная кислота и 70% азотная кислота. Свариваемые металлы следует протравить от 1 до 20 минут при температуре ванны от 80 до 160 ° F. После маринования промойте детали в горячей воде. При более сильном окалине перед травлением может потребоваться механическое удаление или более радикальное высокотемпературное травление.

• Если вы не можете сварить сразу после очистки, накройте сварные швы бумагой или пластиком, чтобы избежать повторного загрязнения.

Шлифовальный

• Для шлифования используйте твердосплавные шлифовальные круги. Избегайте использования алюминиевых колес, которые могут привести к загрязнению.

• При шлифовании действуйте медленно и осторожно, чтобы сохранить низкую температуру титана. Может произойти масштабирование при температуре выше 500oF. Помните, что у титана низкая теплопроводность, поэтому тепло не рассеивается так быстро, как у других металлов.

Сварка

После начала сварки воздух сам по себе становится загрязняющим веществом для расплавленного титана.Загрязнение кислородом – очень частая причина некондиционных сварных швов. Не только сам сварной шов, но и HAZ и корневая сторона сварного шва должны быть защищены от воздуха, когда их температура поднимается выше 800 ° F. Обычно предпочтительным защитным газом является чистый аргон. Иногда можно увидеть смесь аргона с гелием. Для некоторых высокопроизводительных приложений используется криогенный (жидкий) аргон. Вот несколько советов по сварке:

Качество газа

Всегда покупайте газ у проверенного поставщика. Аргон должен быть 99.Чистота 999%, что гарантирует отсутствие обесцвечивания сварного шва из-за загрязнения. Это 10 частей на миллион или меньше загрязнения. Идеальный титановый шов выглядит как замерзшая ртуть и почти не окрашен. Любая синяя окраска или пятнышко часто означает, что аргон недостаточно чистый.

Утечки и загрязнения, связанные со сваркой

• Убедитесь, что все провода, фитинги и шланги подачи были проверены на герметичность, чтобы убедиться в отсутствии загрязнения кислородом. Обязательно проверьте изоляторы резака и уплотнительные кольца на предмет надлежащей посадки и герметичности.

• Используйте высококачественную горелку TIG / GTAW, чтобы свести к минимуму вероятность утечек.

• Зажимы и приспособления вблизи титана при температуре выше 750 ° F могут загрязнить сварной шов.

Газовый щит

• Вероятно, самая большая разница при сварке титана – это абсолютное требование сохранения защиты на тыльной стороне сварного шва на более тонких материалах, где тыльная сторона подвергается воздействию тепла. При работе со сложными деталями меньшего размера часто желательно использовать перчаточный ящик, заполненный аргоном. Для более крупных деталей используйте специальные камеры продувочного газа из полиэтилена (перчаточные мешки).Arc-Zone.com продает различные модели для многих применений, в том числе модели с грейферным корпусом, подходящие для труб различных размеров.

• Arc-Zone предлагает широкий спектр продуктов для защиты от продувочного газа, включая продувочные перегородки, баллоны, пленки и заглушки.

• Используйте кислородный датчик или монитор, чтобы убедиться в эффективности защиты от продувочного газа. Arc-Zone.com предлагает множество моделей от недорогих портативных до точных, которые определяют содержание кислорода до одной ppm.

• Используйте качественный задний экран, прикрепленный к задней стороне горелки TIG, чтобы обеспечить дополнительную защиту и защитить сварочную лужу.Как правило, для отводных экранов требуется вторичный источник газа, и они часто изготавливаются по индивидуальному заказу для конкретной горелки и области применения; однако готовые к использованию тщательно спроектированные устройства дают более стабильные результаты. Arc-Zone продает полную линейку качественных дорожных щитов и других устройств. Материалы горелки TIG – вот в чем разница.

• Отрегулируйте расход газа для оптимального покрытия и охлаждения резака без создания турбулентности.

• Используйте большое сопло 1 дюйм (25,4 мм) с газовой линзой или выпрямителем потока газа.

• Мы предлагаем недорогую и качественную альтернативу присадочным стаканам и другим устройствам для продувочной сварки, называемую комплектом газовой защиты, который имеет сопло из пирекса диаметром 1 1/8 дюйма. Он обеспечивает максимальное газовое покрытие, идеально подходит для создания инертной атмосферы с улучшенным потоком газа для минимизации турбулентности.

• Для обеспечения равномерного покрытия запустите поток аргона за несколько секунд перед сваркой.

• Защитный поток аргона должен оставаться включенным до тех пор, пока титан не остынет ниже 500 ° F.

Изменение цвета

• Слишком большой поток аргона может привести к образованию пятен или завихрений. Аргон плотнее воздуха, поэтому он часто течет по поверхности так же, как вода. Там, где в аргоне возникают водовороты, воздух может перемешиваться, что приводит к образованию завихрений. Если экранирование правильное (аргон распределен равномерно), вы должны увидеть однородный цвет.

• Изменение цвета титана не всегда является проблемой. Это указывает на возможную проблему. Обесцвечивание происходит последовательно: соломенный, коричневый, фиолетовый, синий, тускло-розовый и серый (с хлопьями оксида).Каждый шаг более серьезен и может указывать на проблему загрязнения. Сварочные нормы часто ограничивают обесцвечивание сварного шва соломенным цветом. Некоторые допускают небольшое изменение цвета в синеве в определенных областях применения. Со стороны сварного шва может быть приемлемо светло-соломенное и даже коричневое изменение цвета.

• Некоторое обесцвечивание может произойти за пределами ЗТВ. В зависимости от критичности сварного шва это может быть приемлемо.

Вольфрамовые электроды

• Для обеспечения качественного шва выбор вольфрамовых электродов особенно важен при сварке титана.Всегда покупайте вольфрам у проверенного поставщика, чтобы гарантировать качество, и шлифуйте вольфрам на специальной шлифовальной машине для вольфрама, вдали от чистой сварочной среды.

• Торированный вольфрам часто рекомендуется для сварки титана TIG; однако он радиоактивен и вызывает проблемы со здоровьем. 2% церированного или 1,5% лантанового вольфрама являются хорошими нерадиоактивными альтернативами. Первый является более старой альтернативой и используется только для сварки постоянным током с меньшим током. Последний имеет свойства, очень похожие на торированный вольфрам, и на самом деле его немного легче запустить и поддерживать в стабильном состоянии.Кроме того, он даже служит немного дольше, потому что его кончик остается немного холоднее. Несмотря на эти качества, в некоторых спецификациях все еще требуется торированный вольфрам. Поэтому Arc-Zone.com предлагает его и полный ассортимент электродов, чтобы наилучшим образом обслуживать наших клиентов.

• Arc-Zone рекомендует нерадиоактивный гибридный вольфрамовый электрод марки ArcTime, в состав которого входят современные сплавы, обеспечивающие сбалансированную скорость миграции и испарения, а также превосходные свойства зажигания и повторного зажигания.

Здесь вы можете скачать полное руководство по

Welding Titanium

О Arc-Zone.com

Джим Уотсон

Джим – генеральный директор и основатель Arc-Zone.com. Он мастер-изготовитель с многолетним опытом работы в собственном магазине, а также побеждающий мотогонщик, производитель автомобилей и главный механик ведущей команды по автоспорту. Он также имеет большой опыт в производстве, технических продажах и разработке продуктов. Перед запуском Arc-Zone.com он занимал руководящие должности в некоторых из самых уважаемых компаний сварочной отрасли.

Зона дуги

Под руководством Джима Arc-Zone.com стал лидером отрасли в области инновационных продуктов, онлайн-продаж и обслуживания, став ведущим мировым поставщиком высококачественных, высокопроизводительных инструментов и принадлежностей для сварки и металлообработки.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, факсу или даже по старомодной обычной почте:

Arc-Zone.com, Inc. 2091 Las Palmas Drive Suite F Carlsbad, CA 92011 800.944.2243 (бесплатный звонок в США) 1.760.931.1500 (по всему миру) info @ arc-zone.com

Изображение сварки титана

Как сваривать титан

Как упоминалось ранее, сварка титана не является невыполнимой задачей при соблюдении правильных процедур. Ниже приведены основные этапы подготовки к сварке блестящего титана с высокой отражающей способностью.

Тщательно очистите поверхность

Золотое правило правильной сварки – надлежащим образом подготовить сварочные поверхности перед тем, как приступить к работе. Из-за очень чувствительной природы титана вам нужно быть особенно осторожным, чтобы очистить поверхность от ржавчины, грязи, пыли, масла, краски и даже смазочно-охлаждающей жидкости, чтобы избежать сварки хрупких соединений.

Мы рекомендуем соблюдать три правила очистки перед сваркой.

Очистить поверхность
Очистите рабочее пространство
Очистить заливную штангу

Несоблюдение правил очистки любой из вышеуказанных поверхностей может привести к загрязнению вашей заготовки. Однако для надлежащей очистки поверхности мы рекомендуем использовать химические очистители, предназначенные для титана. На рабочей поверхности можно использовать разбавленный гидроксид натрия, а также пароочиститель, чтобы избавиться от всех загрязнений.

Наконец, удалите влагу с помощью нагнетателя горячего воздуха. Однако укажите на заметку; Вы никогда не должны использовать нагнетатель горячего воздуха рядом с химическим растворителем, который является легковоспламеняющимся, или рядом с ним. Для очистки поверхности и подготовки к сварке лучше использовать негорючие химические чистящие средства.

Далее следует очистить оборудование, которое вы хотите использовать, и просушить его. Еще одно замечание: титан и хлор плохо сочетаются друг с другом. Поэтому обязательно проверьте состав химических чистящих средств, чтобы убедиться, что хлор не входит в их состав.

Вы будете шокированы, узнав, что хлор присутствует и в резиновых перчатках; следовательно, мы советуем использовать хлопковые или пластиковые перчатки.

Выберите защитный газ

Если вы хотите получить прочный сварной шов в качестве конечного продукта, вам необходимо использовать соответствующий защитный газ. Это связано с тем, что титан очень реактивен с грязью, маслом, влагой, другими металлами и даже с воздухом. Большинство опытных сварщиков используют чистый аргон в качестве защитного газа. Но есть нюанс; Аргон должен быть чистым на 99,99%, если не на 100%.Чистый гелий также может выступать в качестве подходящего защитного газа.

Всегда покупайте защитный газ у проверенного поставщика. Здесь мало места для ошибки, поскольку даже немного загрязненный аргон может привести к обесцвечиванию и разрушению сварного шва. Неполное покрытие и загрязненный газ также могут привести к появлению пятнистости и синевы.

Из-за его высокой чувствительности во время сварки жизненно важно защитить как заднюю, так и заднюю части вашего титана от атмосферы. Любые участки, подверженные нагреву, обязательно будут иметь нежелательную реакцию в случае контакта с окружающим воздухом, особенно с кислородом.

При сварке небольших деталей могут пригодиться закрытые отсеки, такие как перчаточные ящики, особенно если вы заполните их нужным количеством защитного газа.

Ниже приведены три шага, которые необходимо выполнить, чтобы обеспечить требуемый уровень покрытия защитным газом . Для получения дополнительной информации о сварочных газах используйте приложение rgon tank [Прочтите наш обзор A.] [Прочтите наш обзор B.]

Первичное экранирование

Обеспечивает защиту сварочной ванны.Он встроен в фонарик. Обычная сварочная горелка с водяным охлаждением, оснащенная газовыми линзами и керамической чашкой, может пригодиться для первичной защиты. Чем шире керамическая чашка, тем лучше покрытие.

Вторичное экранирование

Подвижные экраны играют важнейшую роль в защите участков, подверженных тепловому воздействию, и в обеспечении их отсутствия на них загрязнения. В большинстве случаев отводные экраны обычно располагаются сзади сварочных горелок.

Защитное резервное копирование

Резервное экранирование выполняет ту же роль, что и задние экраны.Их либо приклеивают изолентой, либо удерживают на месте, в зависимости от предпочтений, поскольку они редко поставляются предварительно установленными на сварочную горелку.

Выбор подходящего присадочного металла

Выбор присадочного материала, который может идеально сваривать титан и его сплавы, имеет решающее значение для успеха вашей сварки. Вы должны стремиться выбрать присадочную проволоку, которая имеет свойства, аналогичные вашему основному материалу.

Выбор проволоки, уровень прочности которой ниже предпочитаемого вами основного металла, также является идеальным.Золотое правило: выбирайте присадочную проволоку в зависимости от комбинации и свойств соединения, над которым вы работаете. Для улучшения общей пластичности соединения:

При сварке прочного нелегированного титана всегда используйте присадочные металлы с более низким общим пределом текучести основы.