Сварка титана аргоном технология: Сварка титана аргоном

Сварка титана аргоном технология: Сварка титана аргоном – нюансы технологии

alexxlab | 09.01.2023 | 0 | Разное

Содержание

Технология сварки титана и его сплавов

Температура плавления титана 1668°С. Имеется около 20 сплавов

Марка	Свариваемость	Технологические особенности сварки
BT1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1	Хорошая	Зачистка кромок Режим с минимальной погонной энергией
0Т4, ВТ5, ВТ5-1	Удовлетворительная	Зачистка кромок Режим с минимальной погонной энергией
ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20	Ограниченная	Мягкий режим с малыми скоростями охлаждения
ВТ22	Ограниченная	Последующая термообработка
ПТ-7М, ПТ-3В, ПТ-1М	Хорошая	Режим с высокой скоростью охлаждения

Трудности при сварке

Высокая химическая активность металла при высокой температуре, особенно в расплавленном состоянии. Поэтому необходима надежная защита от воздуха не только сварочной ванны, но и остывающих участков шва и околошовной зоны, пока их температура не снизится до 250-300°С. Требуется защита и обратной стороны шва даже в том случае, если металл не расплавлялся, а только нагревался выше этой температуры.

Склонность титановых сплавов к росту зерна металла в нагретых до высоких температур участках. Это затрудняет выбор режима сварки – такого, при котором нагрев околошовной зоны был бы минимальным.

Высокая температура плавления титана требует применять концентрированные источники нагрева. Низкая теплопроводность титана приводит к снижению эффективности источника нагрева по сравнению со сваркой сталей.

Поры и холодные трещины сварных соединений титана возникают из-за вредных газовых примесей и водорода. Поэтому необходимо обеспечить чистоту основного металла и сварочных материалов, в том числе присадочной проволоки.

Вблизи точки плавления поверхностное натяжение титана в 1,5 раза выше, чем алюминия, что позволяет формировать корень шва на весу. Однако расплавленный металл обладает низкой вязкостью, и при некачественной сборке деталей могут образоваться прожоги.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Существуют три варианта защиты:

струйная с использованием специальных приспособлений
местная в герметичных камерах малого объема
общая в камерах с контролируемой атмосферой (ВКС-1, ВУАС-1, УСБ-1)

При аргонодуговой сварке титана W-электродом следует применять сварочные горелки с возможно большим газовым соплом, создающим обширную зону защиты. Поток аргона через сопло должен быть ламинарным, что достигается газовыми линзами, установленными внутри сопла. Расход газа в зависимости от режима сварки колеблется от 8 до 20 л/мин. Если сопло горелки не гарантирует надежной защиты, то его дополняют специальной насадкой, коробом или другим приспособлением. Дополнительные защитные устройства изготавливают из нержавеющей стали. Внутри имеются рассекатели и газовые линзы. Насадка, прикрепляемая к газовой горелке для защиты кристаллизующейся сварочной ванны, должна иметь ширину 40-50 мм и длину от 60-120 мм в зависимости от режима сварки. Для сварки трубчатых конструкций, кольцевых поворотных и неповоротных стыков применяют местные или малогабаритные защитные камеры.

1- дополнительная насадка; 2 – газовая линза

Качество защиты определяют по внешнему виду металла шва. Серебристая или соломенного цвета поверхность шва свидетельствует о хорошей защите. Желто-голубой цвет указывает на нарушение защиты, хотя в отдельных случаях такие швы считаются допустимыми. Темно-синий или синевато-серый цвет с пятнами серого налета характеризует низкое качество шва.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА НАГРЕТЫХ УЧАСТКОВ

Специальная подкладка для защиты корня шва, нагретого до 250-300°С

Защитные приспособления из нержавеющей стали для тавровых и угловых соединений

ЗАЩИТА ШВА ТРУБОПРОВОДА

Защита при приварке фланца

Защита при сварке секционных отводов

Подготовка к сварке

Резку титана и подготовку кромок под сварку выполняют механическим способом. Для толстостенных изделий пригодны и газотермические способы, но с обязательной последующей механической обработкой кромок на глубину не менее 3-5 мм и на ширину 15-20 мм. После этого кромки зачищают металлическими щетками, шабером и т.п. и обезжиривают. Конструкции, которые перед сваркой испытывали нагрев – при вальцовке, ковке, штамповке и т.д. – должны быть подвергнуты дробеструйной или гидропескоструйной очистке и затем химической обработке: рыхлению оксидной пленки, травлению и осветлению.

Режим химической обработки титана и его сплавов

Раствор		Длительность обработки, мин
Назначение	Состав	Длительность обработки, мин
Рыхление оксидной пленки	Нитрит натрия 150-200 г/л Углекислый натрий 500-700 г/л	120
Травление	Плавиковая кислота 220-300 мл/л Азотная кислота 480-550 мл/л	60-1200
Осветление	Азотная кислота 600-750 мл/л Плавиковая кислота 85-100 мл/л	3-10

После этого свариваемые кромки промывают бензином на ширину 20 мм и протирают этиловым спиртом или ацетоном.

Сварочную проволоку предварительно подвергают вакуумному отжигу и обезжиривают ацетоном или спиртом. Окисленную часть удаляют кусачками. Поверхности, подготовленные к сварке, нельзя трогать незащищенными руками.

Выбор параметров режима

Сварку титана и его сплавов рекомендуется вести в отдельном помещении. Температура воздуха в нем должна быть не ниже + 15°С, а скорость его движения – не более 0,5 м/с.

Сварку выполняют на постоянном токе прямой полярности непрерывно горящей или импульсной дугой. Используют аргон высшего сорта и гелий высокой чистоты.

Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия и диаметра W-электрода.

Техника сварки

Основное пространственное положение шва – нижнее. Ручную сварку ведут без колебательных движений горелкой, короткой дугой, “углом вперед” Проволоку подают непрерывно, угол между ней и горелкой поддерживают около 90°.

Как правило, в качестве присадка используют проволоку того же химического состава, что и основной металл (BTl-00св, ВТ20-1св и т. д.). Для большинства сплавов годится проволока марок СПТ-2 и СП-15.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Вид разделки кромок	Толщина металла, мм	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Диаметр присадка, мм	Число проходов
	1 2	40-60 70-90	10-14	1,2-1,5 1,5-2	1
	3 4 5 10	120-130 130-140 140-160 160-200	10-15 11-15 11-15 11-15	1,5-2 1.5-2 2-2,5 2-2,5	2 2 2-3 8-12
	12 16 20	180-210 200-230 230-280	12-16 13-16 13-16	2,5-3	12-16 16-20 24-26
	Более 20	230-280	13-16	2,5-3	Более 24

При толщине металла до 2,5 мм его сваривают за один проход без разделки кромок. При больших толщинах выполняют многослойные швы с разделкой кромок и обязательным использованием присадка. По окончании сварки или при случайном обрыве дуги аргон подают до тех пор, пока металл не остынет до 250-300°С.

Конструкции из титана и его сплавов толщиной 0,5-2,0 мм сваривают ручной импульсно-дуговой сваркой. Эффективность ее очевидна при различных пространственных положениях шва и для тех сплавов, где требуется минимальный нагрев околошовной зоны.

От размера свариваемых деталей зависит вариант защиты инертным газом.

Сварка аргоном титана

Главная » Статьи » Сварка аргоном титана

Титан: сварка титана (технология). Сварка аргоном титана

В авиации, судостроении, машиностроении и в некоторых других отраслях промышленности для изготовления сложных и ответственных узлов используют такие дорогостоящие материалы, как титан. Он хорош не только своим небольшим весом, но и тем, что данный металл не подвергается коррозионным процессам. Давайте более подробно рассмотрим, что же такое титан. Сварка титана – это довольно интересная тема для разговора, об этом и пойдет речь.

Немного общих сведений

Просто так взять и использовать кусок титана получается редко. Зачастую его предварительно обрабатывают. Стоит понимать, что обычно он подвергается сварке. Но так как данный металл относится к труднообрабатываемым, то специалисты столкнулись с проблемой разрушения материала при температуре от 400 градусов по Цельсию под воздействием водяного пара, кислорода, а также азота. Сам по себе процесс является достаточно сложным, так как необходимо соблюдать большое количество технологических правил, да и не любой вид сварки подходит для обработки данного металла. В любом случае, сегодня научились обрабатывать титан. Сварка титана осуществляется несколькими методами:

электронным лучом;
дуговым флюсом;
аргоном.

В настоящее время популярностью пользуются все методы, но наибольшее распространение получила аргонная сварка по нескольким причинам, о которых мы поговорим немного позже.

Титан и его сплавы

Данный металл в природе достаточно распространен. Многие говорят о том, что его мало, но это смотря с чем сравнивать. В любом случае, количество титана в земной коре больше, нежели меди или свинца. Это весьма прочный металл. В чистом виде его прочность достигает 337 МПа, а в сплаве порядка 1 250 МПа. Температура плавления титана – 1668 градусов по Цельсию.

При нормальных температурах он устойчив к коррозии и работает в агрессивных средах. Тем не менее при достижении температуры 400 градусов по Цельсию его эксплуатационные свойства резко падают. Он вступает в бурную реакцию с азотом, начинает окисляться кислородом и водяным паром, что сильно ограничивает сферу его применения. Примечательно то, что материал совершенно не склонен к образованию горячих трещин во время сварки, однако его зерно становится крупнее, что ухудшает технические характеристики металла и качество шва. В принципе, мы немного разобрались с тем, что такое титан. Сварка титана – вот, что еще интересно. Давайте об этом и поговорим.

Технологические особенности сварки

В настоящее время нельзя говорить о том, что титан является редкостью в том или ином изделии. С ним работает достаточно много производителей из самых различных отраслей. Но необходимо понимать, что титан – активный химический элемент. Это говорит о том, что использование обычной сварки недопустимо. Обусловлено это тем, что в процессе попадают загрязнения в виде карбидов и нитридов, которые понижают эксплуатационные свойства материала.

Поэтому основное условие при сварке – полная изоляция от окружающей среды. К таковым относится: кислород, азот, водород и другие. Кроме того, сварочные работы должны производиться на относительно больших скоростях. При длительном нагревании зерна в кристаллической решетке расширяются, что значительно повышает хрупкость. В любом случае, сварка титана, технология которой более подробно будет рассмотрена ниже – сложный и ответственный процесс. Ну а сейчас пойдем дальше.

Сварка аргоном титана

Аргонный вид сварки данного металла наиболее популярен среди специалистов во всем мире. Обусловлено это тем, что тут не используются флюсы и электроды, следовательно, выполняются более тонкие и сложные сварочные работы. Кроме того, аргонный метод получения сварных соединений относится к высококачественным видам сварки. При соблюдении технологии получается шов высокого качества.

Нельзя не сказать и об универсальности аргонной сварки. Она заключается в том, что тут есть возможность обработки как крупногабаритных конструкций, так и деталей небольшого размера. Шов при этом получается одинаково качественный. Кроме того, сварка аргоном титана хороша еще и тем, что можно работать на малом токе, а это позволяет сваривать материал толщиной от 0,5 мм. Аргон позволяет восстанавливать детали, утратившие свои первоначальные объемы.

Сварка титана и его сплавов: технология

Работы должны выполняться квалифицированным специалистом при наличии соответствующего оборудования. Кроме того, данный процесс многоэтапный. Все стадии должны идти в строго установленной последовательности и выполняться согласно нормам.

Первый этап – подготовительный. На этой стадии необходимо зачистить поверхность металла. При этом крайне важно удалить оксидную пленку. Кромки обычно обрабатывают методом газокислородной резки. Деталь или заготовка обрабатывается фтором и кислотой (соляной). При этом должна поддерживаться постоянная температура 60 градусов по Цельсию. Тут крайне важно обеспечить защиту обрабатываемого металла от реакции с атмосферным воздухом как с наружной, так и с тыльной стороны. Для этого подойдут медные или стальные прокладки, которые нужно прикладывать к шву. Помимо прокладок допустимо использование защитных козырьков и специальных насадок.

В процессе сварки

Процесс протекает на постоянном токе. В горелку устанавливается специальный вольфрамовый электрод. Когда металл вступает в контакт с электрической дугой, образуется сварочная ванна. Температура в ней нередко достигает 6 тысяч градусов по Цельсию.

Под давлением сварочной дуги расплавленный титан несколько оттесняется. Получается так, что горелка горит в углублении. Это можно считать преимуществом, так как значительно улучшается проплавляющая способность. Кроме того, постоянно нагнетается аргон, который обеспечивает надежную защиту от воздействия кислорода, азота и других вредных примесей.

Еще кое-что

Примерно так и обрабатывается титан. Холодная сварка подразумевает использование присадочной проволоки только в том случае, если толщина металла превышает 1,5 мм. Если же толщина достигает 10-15 мм, то сварка выполняется погруженной дугой в один проход. Если работы были выполнены с соблюдением технологии, то шов не потребуется обрабатывать от шлаков. Он будет ровный и качественный. Такие соединения отличаются высокой герметичностью и долговечностью.

Дуговая и электронно-лучевая сварка

Дуговая сварка под флюсом появилась относительно недавно. Метод основан на изоляции материала от внешней среды специальными флюсами. Флюс представляет собой некую пасту. Чаще всего используют АНТ-А различных модификаций. Особенность способа заключается в том, что удалось добиться лучшей структуры кристаллической решетки, нежели при сварке в инертной среде. Поэтому предпочтительно именно так обрабатывать титан. Сварка титана таким методом не ухудшает эксплуатационные характеристики детали.

Электронно-лучевая сварка имеет большое количество недостатков. Но есть один существенный плюс, который заключается в полной защите металла от внешней среды. Это позволяет получить очень качественную кристаллическую решетку. При этом процесс протекает при большой скорости, что значительно снижает энергоемкость выполняемых работ. Есть еще и электрошлаковая сварка, которая на сегодняшний день не получила должного распространения. Ее особенность заключается в том, что в процессе используются электроды такого же материала, как и свариваемая поверхность.

Заключение

Теперь вы имеете общее представление о том, что такое сварка. Титан, инверторная сварка для которого широко используется, обладает уникальными техническими характеристиками. Именно поэтому его используют там, где не подходит сталь или другие металлы. Но высокая стоимость оборудования для выполнения сварочных работ, энергоемкость процесса, а также многие другие отрицательные факторы не способствуют развитию использования данного металла. Тем не менее некоторые компании постоянно стараются сделать как можно больше для того, чтобы было проще и легче получить качественный шов. К примеру, лидером по продажам присадок является фирма «Эльф филлинг» – «Титан». Холодная сварка с помощью данной компании становится не такой сложной и длительной. Конечно, новичок все равно не справится с такой задачей, а вот специалисту будет куда проще выполнить свою работу. В принципе, это все, что можно рассказать о сварке такого металла, как титан.

fb.ru

Сварка титана аргоном – технология, особенности, оборудование

Рассмотрим, в чём состоит технология сварки титана аргоном и чем она отличается от остальных видов сварки. Варить титан трудно, главным образом, по той причине, что его для расплавления приходится разогревать до высокой температуры. При этом данный металл становится химически очень активным к газам, содержащимся в составе воздуха. Так, при температуре порядка 400 °C воздух способствует образованию окиси титана в виде плёнки на поверхности детали. Что касается водорода (которого не так уж много в атмосферном воздухе), то от него страдают свойства самого титана. Так что сварка титана требует изоляции его от окружающего воздуха.

Исходные данные и история вопроса

Мало кто знает, что один из самых прочных металлов на Земле — титан — довольно распространён в природе. Его проще найти, чем цинк или медь. Этот тусклый металл сероватого оттенка плавится при 1700 °C, но после нагревания до 400 °C начинает проявлять бурную химическую активность. Его техническая ценность заключается в высокой коррозиостойкости и сравнительно небольшой теплоте при сваривании.

Ещё интереснее особенность кристаллической решётки титана. В зависимости от температуры, он может существовать в альфа или бета фазе. Титан и его сплавы учёные-химики разделили на α, α + β и β группы. Особенность их сварки сильно различается.

Не обойти вопрос о насыщенном альфированном слое, возникающем даже при обычной температуре на поверхности титана. Это растворённый кислород! Плёнка бывает золотистого, фиолетового и даже белого цвета. Ну а взаимодействие с атмосферным азотом приводит к росту прочности, но титан начинает крошиться. Водород же порождает трещины и поры в швах.

Рекомендуем! Как научиться варить электросваркой самостоятельно

Подготовка к сварке

Приступая к сварке титана, нужно зачистить детали стальной щёткой либо наждаком, а также обезжирить их поверхность спиртом или ацетоном. Как правило, на поверхности титановых изделий уже имеется оксидная плёнка. Её следует удалить. Для этого понадобится раствор азотной и фтористой кислоты. Данный процесс ещё называют травлением, длится он всего пол минуты. Важно контролировать, чтобы температура не поднялась выше 60 градусов. Выше мы уже упоминали о присадочных материалах. Добавим палладий и ванадий, а самый доступный их них — алюминий.

Электроды

Материалом электрода в данном случае является тугоплавкий металл- вольфрам, а вставок — тантал, ниобий и бронза. Здесь свариваются бронза и сталь, тантал и титан; вольфрамовый электрод остаётся не плавящимся; защитой служит аргоновая атмосфера либо другая контролируемая смесь инертных газов.

Как сварить титан

Над данной технической проблемой первым задумался Уильям Джон Арбегаст, инженер из США. Именно он разработал технологию сварки титана и его сплавов в аргоне.

Чем варят титан ?Ознакомимся с дуговой сваркой титана. Её осуществляют в среде, состоящей из смеси двух инертных газов: аргона и гелия. Они и защищают место сварки металла от губительного воздуха, не нанося никакого вреда сами по себе. Блестящая идея! Но реализовать её на практике оказалось непростой задачей… Решили, что смесь будет поступать из сопла горелки, а чтобы увеличить защищённую потоком площадь, применили специальные насадки. А как же быть с противоположной стороной соприкосновения деталей? Чтобы надёжно заварить, тут на помощь пришли планки из меди с желобом для поступления аргона.

А как быть, если конструкция свариваемых деталей сложная? В таком случае не обойтись без специальной камеры с заданной атмосферой (упоминавшаяся выше смесь). Она может быть небольшой, в виде локальной насадки из ткани, для конкретного узла. Либо жёсткой, побольше, из металла, в которые предварительно ставят детали и всю требуемую для сварки оснастку. Но в любом случае сварщик должен хорошо видеть место сварки и свободно выполнять все необходимые манипуляции, что обеспечивают специальные рукавицы и иллюминаторы.

Защитная камера для сварки титана

Наконец, для сварки самых крупных деталей сварочная камера может достигать размеров приличной жилой комнаты, выполненной в металле, герметичной и со шлюзами. Внутри устанавливается всё необходимое, взамен откачанного воздуха пространство заполняется аргоном, а сварщики на время выполнения работ превращаются в космонавтов с настоящими скафандрами!

Рекомендуем! Как варить чугун электросваркой. Сварка инвертором

Технологии сварки титана

Также сварка титана аргоном возможна под флюсами АНТ из фтора электрошлаковым способом или на прокладке из меди. Диаметр электрода составляет здесь 2 — 5 мм, а его вылет — до 22 мм. Благодаря действию флюса качество шва получается ещё выше: в его структуре практически отсутствуют поры. Отдельного рассмотрения заслуживает часто встречающаяся в металлургии сварка титана и стали. Здесь появляются нюансы, диктующие дополнительные жёсткие требования к технологии процесса. Так, образующиеся в сварочном шве фазы типа FeTi являются хрупкими по своей природе.

Сварка титана аргоном со сталью проводится в защитном газе аргоне вольфрамовым электродом или через промежуточные вставки. Комбинированные вставки выполняются из тантала и бронзы. При этом бронза сваривается со сталью аргоно-дуговой сваркой не плавящимися электродом, а тантал с титаном сваривается в камерах с контролируемой атмосферой. Используются также комбинированные вставки из бронзы и ниобия. При этом сварку осуществляет вольфрамовый электрод в камере с контролируемой атмосферой.

В любом случае недопустим перегрев, с ним борются различными способами: электромагнитным и ультразвуковым воздействием, импульсами и колебаниями луча или электрода.

svarkagid.ru

Аргонная сварка титана

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.

steelguide.ru

Технология и особенности сварки титана

Сварка титана и его сплавов — сложный процесс, так как прочный и легкий титан, раскаленный до 400°С, становится легко разрушаемым под действием паров азота и кислорода.

Сварка должна выполняться с соблюдением определенных условий, не допускающих воздействия на материал окружающей среды.

Сварка титанового материала и его сплавов бывает следующей: аргоно-дуговая, плазменно-дуговая, холодная и др. Рассмотрим основные технологии.

Аргонодуговая сварка и полуавтоматом

Сварка титана и сплавов аргоном и сварка полуавтоматом востребованы, так как позволяют выполнить сложную и тонкую обработку материала.

Технология представляет собой чистую и качественную сварку для любых материалов, особенно это касается тех, к которым не применима традиционная сварка.

При соблюдении всех условий и требований сварочный шов будет устойчив к коррозии, а при нарушении условий качество шва будет значительно ниже.

Аргон используется для поддува с целью защиты металла от среды.

Аргоном можно обрабатывать крупные изделия, небольшие детали из титана и сплавов.

Также сварка аргоном может работать от малого тока, благодаря этому возможна обработка металла толщиной 0,5 мм.

Аргоном восстанавливаются титановые изделия, утратившие объем.

Аргоно-дуговая сварка состоит из следующих операций:

удаление оксидной пленки с обрабатываемого изделия, зачистка кромок газокислородом, поддува;
изделия обрабатываются раствором фтора и соляной кислотой при 65°.

Чтобы исключить реакцию титана и сплавов с окружающей средой, рабочее место защищается с внешней и внутренней стороны.

Для этого используются стальные или медные прокладки, прижимаемые к шву. Еще используются защитные козырьки или специальные насадки.

Так же участок сварки с двух сторон защищается бескислородными флюсами с содержанием фтора. Если защита была обеспечена качественно, то на шве образуется оксидная пленка.

Перед работой титан очищается стальной щеткой от грязи и коррозии и обезжиривается растворителем. Крайне не рекомендуется сваривать необезжиренные элементы и работать с такими элементами без рукавиц.

Технология сварки титана и сплавов аргоном осуществляется на постоянном токе, выдаваемого специальным токопроводящим устройством – горелкой с керамическим соплом с электродом из вольфрама.

Видео:

Контактируя со сжатой электродугой, металлическая кромка начинает плавиться, в результате чего образуется ванна с температурой до 6000°.

Давление сжатой дуги обеспечивает оттеснение жидкого титана, и дуга горит в появившемся углублении, улучшая плавление.

Аргоно-дуговая технология основывается на применении источника питания постоянного тока DC прямой полярности, а для сварки полуавтоматом – обратной полярности.

Горелка снабжается датчиком дистанционного регулирования подачи тока для предотвращения нарушения процесса.

Аргон надежно защищает внутреннюю и наружную стороны рабочего места от влияния азота, водорода, кислорода, а также выполняет первичную защиту жидкой сварочной ванны, вторичную защиту кристаллизирующегося металла и пространства возле шва.

Для защиты жидкой сварочной ванны обязательным условием является правильно выбранная горелка, которая обязательно должна иметь керамическое сопло и газовую линзу.

И при работе полуавтоматом, и аргоном, если толщина обрабатываемого металла больше 15 мм, то потребуется присадочная проволока.

С тонким металлом сварка осуществляется без присадки и без зазора встык.

Видео:

Титан, толщина которого превышает 15 мм, сваривается дугой в один прием, тем самым обеспечивается ровный цельный шов, не нуждающийся в зачистке, герметичный, прочный и долговечный.

Для определения эффективности и расхода аргона делается пробный шов. Качественный шов будет серебристым, а синий или желтый оттенок говорит о преждевременном снятии аргона.

Для обеспечения защиты кристаллизирующегося титана и пространства около шва используется специальная насадка на горелку, которая обеспечивает равномерное распределение аргона внутри оборудования.

Перед сборкой заготовки участок шва подвергается абразивной обработке. Любые дефекты на шве, например, трещинки и заусенцы, должны отсутствовать.

Аргонодуговая сварка сплавов имеет определенные особенности, учитывая которые можно создать шов хорошего качества.

Предварительно необходимо продуть горелку, также должна быть продута защитная насадка и прокладка для оборотной стороны шва.

Поджигание сжатой электрической дуги осуществляется осциллятором. Для погашения сжатой электрической дуги достаточно плавно снизить силу тока.

Предварительно нагреть металл нужно в том случае, если присутствует влага. Длина электродуги без присадочной проволоки должна быть одинаковой по диаметру с электродом.

С проволокой длина электродуги должна составлять 1-1,5 диаметра электрода. Сварка аргоном и полуавтоматом представлена на видео в статье.

Холодный и плазменный метод

Холодная технология или холодная сварка подразумевает сваривание титана и его сплавов путем сдавливания.

Холодная сварка представляет разрушение кристаллической решетки, вместо которой возникает новая решетка посредством соединения слоев титана. Холодная сварка выполняется в твердом состоянии на улице.

Метод позволяет получить надежное соединение без сложных технологий, не используя различные непростые приспособления.

Холодная сварка белого титана отличается тем, что обработка производится под действием давления без внешнего нагрева. Холодная сварка может осуществляться при любой температуре воздуха.

Сварка листов производится внахлест со специальными фиксирующими зажимами, которые позже снимаются, и листы соединяются.

Сварка плазменной дугой характеризуется высокой температурой до 30000° и наличием плазмотрона – главной части технологии.

В связи с высокими показателями плавления, по сравнению с аргоно-дуговой сваркой, сварка плазменной дугой обладает следующими достоинствами:

высокая производительность;
тепловое воздействие только на зону шва;
небольшое количество защитного газа;
стабильное горение малоамперной электродуги;
низкое влияние длины электродуги на качество шва.

Плазменная дуга возникает от плазмотрона. Есть 2 типа плазмотрона: с дугой прямого и косвенного действия.

Для первого плазмотрона характерно образование дуги между электродом из вольфрама, встроенным в газовую камеру и обрабатываемым титаном.

Сопло плазмотрона — электрически нейтральная часть, благодаря которой обеспечивается сжатие дуги.

Для данного типа плазмотрона характерно совмещение струи с дугой, благодаря чему обеспечивается высокотемпературный режим и тепловая мощность. Данная технология довольно популярна.

Создать электродугу между электродом и титаном непросто. Поэтому при подведении к титану плазмотрона, в первую очередь, нужно создать дугу между электродом и соплом, так называемую, дежурную дугу.

Затем соединяя дежурную дугу и факел титановой детали, автоматически образуется основная дуга между электродом и титаном.

Видео:

Для второго типа плазмотрона характерно создание электродуги между электродом и соплом.

В основном использование такого вида плазмотрона необходимо для нагрева, напыления и т.д.

Плазменная сварка с дугой применима для тонкого металла менее 1 мм, а также для сложных случаев, например, для сварки титана с легированной нержавейкой. Все работы по сварке титана и сплавов представлены на видео.

Возможные дефекты

При сварке титана, если она не производится лазером, возможны дефекты. Согласно ГОСТ, дефекты появляются из-за несоблюдения технических условий, нарушения технологии, после чего конструкция становится непригодной.

По ГОСТ дефекты бывают следующих видов:

трещины;
поры;
твердые образования;
несплавления;
неправильный шов;
иные дефекты.

Трещины-разрывы в шве или прилегающих местах, согласно ГОСТ, недопустимы, так как создается центр разрушения.

Образование разрывов объясняется высоким содержанием в расплавленном металле углерода, никеля, водорода, фосфора. При сварке лазером вероятность образования трещин сводится к нулю.

Для устранения трещин нужно засверлить концы дефекта, затем устранить трещину механическим путем и строжкой, после этого участок зачищается и заваривается.

Поры, согласно ГОСТ — это полости, заполненные газом. Образуются из-за высокого газообразования.

Место с порами нужно переварить, предварительно зачистив механическим путем, так как дефект ослабляет конструкцию.

Твердые включения по ГОСТ – это инородные металлические и неметаллические вещества в шве, снижающие прочность шва и концентрирующие напряжение, поэтому место с дефектом вырубают до здорового участка и удаляют строжкой, затем заваривают.

Видео:

Несплавления по ГОСТ — это отсутствие соединения между металлом и швом. Образуются при дуговой сварке из-за нерасплавления части кромки стыка.

Это может произойти, если неправильно выбрана форма угла, плохо зачищены кромки, неправильно выбран режим сварки. Такие дефекты снижают прочность шва. Место дефекта нужно вырубить, зачистить и вновь заварить.

Нарушение формы по ГОСТ — отклонение формы шва от установленных требований.

Причинами возникновения могут послужить колебания напряжения в сети, неправильный угол наклона и др. Последствием могут быть внутренние дефекты шва.

Для устранения место дефекта заваривается тонким швом электродом небольшого диаметра.

rezhemmetall.ru

Смотрите также

Отчет по сварочной практике
Оборудование для сварки полипропиленовых труб
Температура сварки полипропиленовых труб

Сварка лонжерона ваз 2109
Диффузионная сварка это
Особенности сварки цветных металлов
Капли для глаз от ожога сваркой
Сварочное оборудование
Генератор хонда сварочный
Сварочный плазменный аппарат
Точечная сварка односторонняя

Сварка титана и его сплавов. Часть 2

Титан и его сплавы удивительно устойчивы к проблемам растрескивания, с которыми сталкиваются многие другие системы сплавов. Затвердевание и ликвационное растрескивание практически неизвестны, и то, что можно было бы назвать холодным растрескиванием, обычно происходит только из-за охрупчивания, возникающего из-за загрязнения, как описано в Часть 1 .

Пористость является наиболее распространенной проблемой, особенно при использовании узких квадратных стыковых соединений. Обычно его связывают с водородом, поэтому чистота имеет решающее значение для устранения пористости. Пористость может быть одного типа или смесью двух типов: во-первых, микропоры, образующиеся в ответвлениях дендритов во время затвердевания, и, во-вторых, более крупные поры, которые часто располагаются вдоль центральной линии сварного шва.

Как указано в Часть 1 , чистота является ключом к бездефектным сварным швам, а это означает, что не только деталь должна быть тщательно обезжирена, но и присадочная проволока; кромки подготовки к сварке должны быть очищены от заусенцев и должен использоваться защитный газ наивысшей чистоты. В идеале газ должен иметь точку росы менее -50°C (39 ppm H ₂ O), и для поддержания этого низкого уровня в системе подачи газа не должно быть утечек. Поэтому необходимо регулярное и частое техническое обслуживание системы, проверяя соединения на наличие утечек и наличие поврежденных шлангов. В идеале подача газа должна осуществляться из газового баллона, а не из баллонов, и доставляться к рабочим местам по сварным или паяным стальным или медным трубам. Пластиковые шланги должны быть как можно короче; большинство используемых пластмасс являются пористыми и позволяют влаге проникать через стенку шланга; неопрен и ПВХ – худшие, тефлон – один из наименее пористых. Стоит помнить, что влага может скапливаться в шланге с течением времени, поэтому проблема с пористостью, например, после отключения на выходных, может быть признаком того, что это происходит.

Присадочную проволоку для сварки TIG следует очищать безворсовой тканью и эффективным обезжиривающим средством непосредственно перед использованием. После очистки с проволокой нельзя браться голыми руками, а нужно надеть чистые, обезжиренные перчатки. Проволока MIG представляет большую проблему, но доступны устройства для очистки проволоки при ее прохождении через механизм подачи проволоки. Для достижения наилучших результатов можно использовать обрезанную проволоку для удаления любых въевшихся загрязнений.

Еще одним потенциальным источником загрязнения, который часто упускается из виду, является использование пневматических инструментов для чистки проволочной щеткой или зачистки подготовки и сварных швов. Большая часть сжатого воздуха содержит влагу и масло, поэтому, даже если установлены масло- и влагоуловители, на свариваемой поверхности может оставаться тонкая пленка влаги и/или масла. После обезжиривания изделия перед сваркой рекомендуется постоянно использовать инструменты с электрическим приводом.

Несмотря на то, что это рассматривается как очень незначительная проблема, в некоторых титановых сплавах было отмечено растрескивание провала пластичности (когда сплавы испытывают сильную потерю пластичности при температуре ниже температуры затвердевания); альфа-бета-сплавы, содержащие ниобий, являются наиболее чувствительными, а Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo – наиболее чувствительными. Температурный диапазон, в котором происходит эта потеря пластичности, составляет от 750°C до 850°C.

Растрескивание является межкристаллитным и, как считается, частично является результатом изменения объема во время перехода от бета к альфа фазе в сочетании со снижением пластичности.

Значительный объем сварки титановых сплавов осуществляется без применения присадочных металлов. Когда используется присадочная проволока, обычно выбирается состав, соответствующий основному металлу. Однако есть некоторые исключения. Сварка высокопрочного, но малопластичного титана коммерческой чистоты обычно выполняется с низкопрочным присадочным металлом для достижения желаемого качества сварки. Точно так же нелегированный присадочный металл иногда используется для сварки таких сплавов, как Ti-6Al-4V, тем самым улучшая пластичность металла шва за счет снижения количества образующейся бета-фазы. Также доступны присадочные металлы со сверхнизким содержанием пор (ELI), которые можно использовать для повышения пластичности и ударной вязкости металла сварного шва.

Большинство титановых сплавов можно успешно сваривать плавлением с использованием процессов сварки в среде защитного газа и силовых пучков; все они могут быть сварены с использованием твердофазных процессов, сварки трением и контактной сваркой. Параметры сварки и подготовка к сварке аналогичны тем, которые используются для сварки углеродистой стали. С точки зрения сварщика, титан легче сваривать, чем сталь, поскольку он обладает хорошей текучестью и высоким поверхностным натяжением, что упрощает задачу наплавки прочных корневых валиков с полным проплавлением.

Сварка ВИГ, вероятно, является наиболее часто используемым процессом как при ручной, так и при механизированной сварке. Ток постоянный, обычно с аргоном высокой чистоты в качестве защитного газа, хотя для улучшения проникновения можно использовать гелий или смеси Ar/He. Сопла горелок должны быть снабжены газовыми линзами для улучшения газовой защиты, а керамический кожух должен быть как можно большего диаметра. Например, вольфрам диаметром 1,5 мм следует использовать с керамикой диаметром 16 мм. Длина дуги должна быть как можно короче, чтобы снизить риск загрязнения; От 1 до 1,5 диаметра электрода считается хорошим эмпирическим правилом. Зажигание дуги должно осуществляться с помощью высокочастотного тока или подъемной дуги, чтобы предотвратить загрязнение вольфрамом. Оборудование также должно быть способно продолжать подачу защитного газа после гашения дуги, чтобы сварной шов мог охладиться в пределах защитного газа. Также рекомендуется держать кончик присадочной проволоки внутри газовой защиты до тех пор, пока он не остынет до достаточно низкой температуры.

К горелке также необходимо прикрепить дополнительный задний газовый экран, чтобы обеспечить защиту остывающего металла сварного шва, когда сварщик движется вдоль линии стыка. Это затрудняет манипуляции со сварочной горелкой. Большинство сварщиков изготавливают собственные дополнительные экраны, форма которых точно соответствует детали; поэтому для сварки труб разного диаметра потребуется несколько экранов. Также необходим защитный газ, и обратная продувка должна поддерживаться, по крайней мере, в течение первых трех или четырех проходов сварного шва. Чистота форвакуумного газа должна быть лучше, чем максимальное содержание кислорода 20 частей на миллион.

Можно использовать сварку MIG с использованием аргона или смесей аргона и гелия, но этот процесс не обеспечивает такого же высокого качества металла сварного шва, как процесс TIG, и может быть трудно достичь строгих уровней качества, требуемых для аэрокосмических применений. Перенос погружением может привести к отсутствию дефектов сплавления, а перенос распылением требует как ведущей, так и задней дополнительных газовых защит, ведущей газовой защиты для предотвращения окисления любых брызг, которые могут быть переплавлены в сварочную ванну. Усовершенствования в импульсных источниках питания MIG за счет использования инверторной технологии и микропроцессорного управления устранили некоторые из этих проблем и существенно сократили разрыв между MIG и TIG. Тем не менее, сварка MIG по-прежнему затруднена для сварщика вручную из-за сложности управления горелкой MIG с дополнительным газовым кожухом. Из-за этих трудностей сварку MIG часто механизируют или автоматизируют.

Plasma-TIG можно использовать для сварки титана, поскольку он способен сваривать швы толщиной до 12,5 мм. Те же требования к чистоте газа и защите сварочной ванны, что и для TIG, необходимы и для плазменной TIG. Plasma-TIG редко используется в ручном режиме и никогда в режиме замочной скважины.

Атмосферное загрязнение лучше всего избегать путем использования сварочной камеры или бардачка, которые можно заполнить аргоном. Можно приобрести специальные перчаточные боксы, но изготовить камеру подходящего размера с помощью уголка с прорезями 9 несложно.0003 например, Dexion ^TM угол, чтобы сформировать раму и закрыть ее прозрачным пластиковым или ацетатным листом. Размер компонента, который можно приварить к перчаточному ящику, обязательно ограничен.

Электронно-лучевая, лазерная, трение, контактная точечная и шовная сварка и сварка оплавлением используются для сварки титана и его сплавов. Электронно-лучевая сварка, осуществляемая в вакууме, не нуждается в защитном газе. Обычная сварка трением также может выполняться без защитного экрана, хотя при сварке трением с перемешиванием следует использовать газовый экран. Точно так же при контактной сварке газовая защита не требуется, хотя для наиболее критических применений газовая защита рекомендуется. Лазерная сварка и сварка оплавлением требуют газовой защиты для достижения наилучших результатов и минимального загрязнения атмосферы.

Эта статья была написана Джин Мазерс .

Как сварить титан? | Сварочные процессы для сварки титана

Многие сварщики, которые не имеют опыта сварки титана или не пробовали его сваривать, считают, что сваривать титан сложно. Тем не менее, сварщика, которые изо дня в день сваривают титан в своем производственном цехе, говорят, что сварка титана почти аналогична сварке нержавеющей стали и никелевых сплавов. Конечно, вам нужно принять определенные меры предосторожности и следовать установленным процедурам.

В этой статье обсуждаются вопросы, связанные со сваркой титана, например, как сваривать титан, сварочные процессы для сварки титана, присадочная проволока для сварки титана, а также такие вопросы, как можно ли сваривать титан MIG, можно ли сваривать титан приклеиванием, можно ли сваривать титан с мягкой сталью и можно ли сваривать титан с алюминием.

Как сварить титан?

Титан популярен благодаря своему легкому весу и высокому соотношению прочности к весу. Сегодня он используется во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, морскую и военную продукцию. Он также используется в атомных реакторах.

Титан является сверхреактивным металлом (он становится реактивным при температуре около 700ºF), и если горячий титан подвергается воздействию атмосферного воздуха, он может реагировать с различными элементами воздуха с образованием оксидов, нитридов и хрупких карбидов на своей поверхности. Каждое из этих соединений лишает титан положительных свойств и влияет на зону термического влияния (ЗТВ) при сварке.

При воздействии атмосферного воздуха титан образует внешний слой оксида титана при комнатной температуре. Этот слой оксида титана необходимо удалить перед сваркой, так как температура плавления оксида титана намного выше, чем у титана. При сварке титана следует защищать расплавленную сварочную ванну, а также горячий металл шва за ней от атмосферного воздуха и загрязнений.

Температура плавления титана (1668ºC (3034ºF)) выше, чем у других металлов и сплавов (например, температура плавления нержавеющей стали составляет 1510ºC (2750ºF), и плавящийся титан может легко окислиться (если допустить в контакте с воздухом) и загрязняется во время сварки. Для защиты от загрязнения титана во время сварки необходимы несколько слоев защиты. 2007 г., рассказывает о сварке титана. Заинтересованные лица могут обратиться в Американское общество сварщиков, чтобы приобрести этот стандарт. Этот стандарт содержит всю информацию, необходимую для сварки титана.

Конструкция сварных соединений титана аналогична нержавеющей стали и другим металлам.

Титан можно сваривать следующими способами:

Сварка GTAW/TIG.
Сварка GMAW/MIG.
Плазменно-дуговая сварка (PAW).
Лазерная сварка или лазерно-лучевая сварка (LBM).
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС).
Сварка трением.
Сварка сопротивлением.

Подготовка сварного шва для сварки титана

Подготовка титановых заготовок очень важна для достижения хорошего качества сварки титана.

Содержите зону сварки титана в чистоте и не допускайте попадания пыли и других частиц, которые могут загрязнить сварку титана.

Удалите оксидное покрытие с титановых заготовок с помощью специальной щетки из нержавеющей стали. Очистите поверхности титановых заготовок, чтобы удалить масло, жир, грязь и другие загрязнения. Для этого можно использовать слабый раствор гидроксида натрия или обезжиривающий раствор. Прежде чем приступить к сварке, протрите сварочные поверхности начисто и высушите.
Если вы шлифуете титан (для удаления оксидного покрытия), не допускайте скопления титановой пыли. Титан — очень активный металл, и пыль может загореться.
Используйте специальную щетку из нержавеющей стали, твердосплавный напильник, твердосплавный инструмент для удаления заусенцев (например, твердосплавные борфрезы) и другие инструменты во время сварки титана (во избежание загрязнения сварного шва).
Модификация сварочной горелки для добавления защитного газа необходима. Задний щит следует за сварочной горелкой.
Используйте непористый и чистый пластиковый шланг для подачи аргона из баллона в экран. Пожалуйста, не используйте резиновый шланг, так как он может быть пористым и по пути поглощать кислород.
Протрите и очистите титановую присадочную проволоку и любые инструменты, используемые для работы с титаном.
Когда изготовление изделия из титана является критическим, вы можете использовать сушилку с горячим воздухом для удаления влаги с поверхности заготовки и убедиться, что вы надели сухие перчатки.
При сварке титана необходимо носить перчатки, поскольку хлор, содержащийся в потных руках, может вызвать локальную коррозию.

При сварке титана необходимо подавать аргон по всей длине сварки, чтобы избежать поглощения оксидов, загрязнения и ослабления сварного шва.

Как проверить качество сварки титана

Цвет сварного шва может быть индикатором качества сварного шва титана. Серебряный и яркий валик сварного шва обычно является признаком хорошего качества титанового сварного шва. Светло-соломенный (светло-желтый), темно-соломенный (темно-желтый) и коричневый цвет сварного шва может быть приемлемым для некоторых применений, и его можно использовать после тщательной очистки сварного шва специальной щеткой из нержавеющей стали. Цвет обусловлен образованием оксида.

Если цвет наплавленного валика фиолетовый, темно- или светло-синий, зеленый, серый или белый, то он может быть неприемлем, и в этом случае весь наплавленный валик удаляется путем шлифовки и повторно сваривается.

Очистка сварного шва между несколькими проходами не требуется, если сварной шов ярко-серебристый. Однако, если наплавленный валик загрязнен (темно-синий или серый цвет), его необходимо полностью удалить шлифовкой и заварить заново.

Сварка титана GTAW/TIG

Сварка ВИГ – это первый выбор сварщика для сварки титана. В сварке TIG используется неплавящийся вольфрамовый электрод, ручная присадочная проволока и защитный газ.

Основное различие между сваркой ВИГ титана и сваркой ВИГ металлов, таких как нержавеющая сталь, заключается в том, что для сварки титана требуется защита чистым аргоном в расплавленной сварочной ванне, а также в горячем металле за ним (сварной валик за сварочной ванной будет неподвижным). достаточно горячим, чтобы реагировать с кислородом и другими компонентами атмосферного воздуха).

Сварка ВИГ дает сварщику лучший контроль (ввод тепла и расплавленной сварочной ванны) по сравнению с другими процессами сварки, а сварка ВИГ имеет возможность дистанционного управления током, таймер постпотока и высокочастотный (бесконтактный) запуск дуги .

В соответствии с AWS D10.5 торированные (содержит оксид тория) и лантансодержащие (содержит от 1,3 до 1,7 % лантана) вольфрамовые электроды идеально подходят для TIG-сварки титана.

Защитный газ аргон должен быть 9Чистота 9,999%, и даже малейшие примеси могут привести к тому, что цвет сварного шва станет желто-соломенным. Если вы наблюдаете синий оттенок при сварке, значит, что-то не так с качеством аргона или его расходом. Поток аргона должен начаться задолго до того, как вы зажжете высокочастотную стартовую дугу.

Сварка ВИГ может использовать защитный газ в трех местах: первичная, вторичная и резервная защита. Для баллона с аргоном можно использовать двойной расходомер.

Основное экранирование проходит через сварочную горелку, чтобы экранировать и защитить расплавленную сварочную ванну. Используйте керамическую чашу большего диаметра (3/4 дюйма) для сварочной горелки, чтобы обеспечить больше аргона для защиты.

Вторичная защита : Вы можете использовать заднюю защитную оболочку из аргона с помощью изготовленной на заказ горелки TIG.

Резервная защита : Резервная защита предназначена для обеспечения аргоновой защиты корневой стороны сварного шва, а также зоны термического влияния (ЗТВ). Это будет полезно для сварки титановых труб. Для обеспечения аргоновой защиты деталей, свариваемых встык, может быть изготовлено приспособление для продувки.

В качестве альтернативы вы можете использовать надувную камеру или герметичную металлическую камеру, заполненную аргоном, чтобы обеспечить атмосферу, свободную от воздуха и загрязняющих веществ, для сварки титана. Такие камеры будут иметь возможность вставлять руки в перчатках для выполнения сварки.

Когда вы заканчиваете сварку титана, сварочная ванна все еще горячая и нуждается в защите аргоном до тех пор, пока она не остынет до температуры ниже 500ºF. источник и используйте настройку DCEN (отрицательный электрод постоянного тока) для сварки титана. Система TIG должна иметь высокочастотную (бесконтактную) систему зажигания дуги, поскольку вольфрамовый электрод не должен касаться титановой заготовки. Возможность импульсной сварки TIG поможет контролировать подвод тепла и улучшить стабильность дуги и проплавление.

Перед началом фактической сварки вы можете использовать кусок титанового металла для пробной сварки, чтобы убедиться, что все в порядке.

Сварка ВИГ может выполняться за один проход до толщины 3 мм; после этого может потребоваться многопроходная сварка. Это делает TIG неэффективной для сварки титаном заготовок толщиной более 3 мм.

Ингредиенты для успешной сварки титана ВИГ:

Сверхвысокая чистота (99,999%) защитный газ аргон.
Чистое рабочее место.
Чистые и сухие детали из титана.
Достаточная защита аргоном по всей длине сварного шва.
Используйте высокочастотный бесконтактный запуск дуги.
Используйте рекомендованный вольфрамовый электрод и присадочную проволоку.
Строго соблюдайте процедуру подготовки к сварке.
Удерживание горелки с включенным аргоном до тех пор, пока металл сварного шва не остынет до температуры менее 500ºF.

Эти наконечники всегда обеспечивают серебристый и блестящий металл сварного шва.

Сварка титана MIG

Вы можете сваривать титан MIG; однако большинство сварщиков предпочитают TIG сварке титана, а не MIG. Сварка MIG подходит для сварки титана толщиной более 3 мм. При сварке MIG титана толщиной менее 3 мм может возникнуть риск возгорания металла. Сварка MIG экономична для сварки титановых металлов размером 1/2 дюйма и выше. При сварке MIG используется мощность DCEP (положительный электрод постоянного тока).

Керамический стакан диаметром 1 дюйм можно использовать для сварочной горелки MIG. Обеспечьте достаточное количество защитного газа по всей длине сварного шва, аналогично сварке TIG.

Существует потребность в более производительном процессе сварки титана, и сварка MIG может удовлетворить это требование. В сварке MIG используется расходуемый электрод из титановой проволоки с непрерывной подачей, и дуга зажигается между титановой проволокой и титановой заготовкой. Инертный газ защищает расплавленную сварочную ванну и горячий металл шва за ней. Скорость наплавки при сварке MIG очень высока по сравнению с TIG.

Гелий обычно используется в качестве защитного газа для сварки титана MIG; при использовании аргона в качестве защитного газа для MIG сварочная дуга может стать нестабильной во время сварки. Считается, что MIG обладает потенциалом для эффективной сварки титана; однако необходимо решить проблему стабильности дуги.

При сварке титана MIG слой оксида титана на заготовке легко высвобождает электроны (по сравнению с основным металлом титана), что приводит к явлению, называемому блужданием (согласно исследователям в области сварки), который имеет тенденцию вызывать блуждание дуги и приводит к дефектной сварке, этот вопрос (как проверить это блуждание) решается для разработки работоспособной сварки MIG для титана.

Было замечено, что проблему блуждания можно контролировать, а качество сварки титана MIG можно улучшить, применяя высокочастотные микроколебания к контактному наконечнику титановой проволоки.

Прочие сварочные процессы для сварки титана

Плазменно-дуговая сварка: Плазменно-дуговая сварка аналогична сварке ВИГ, за исключением разницы в сварочной горелке. Вы можете использовать плазменную дуговую сварку для сварки титана, выполнив стандартную подготовку сварки для титана и следуя процессу, аналогичному сварке TIG. Кроме того, вы можете использовать метод замочной скважины для более высокого проникновения.

Лазерная сварка. Лазерная сварка — еще один процесс, который можно использовать для сварки титана. Использование аргона высокой чистоты (99,999%) и защита расплавленной сварочной ванны, а также горячего металла сварного шва (за сварочной ванной). Вы также должны убедиться, что аргоновая защита продолжается до тех пор, пока металл шва не остынет до температуры менее 500ºF. Необходимо соблюдать стандартную подготовку сварки для титана.

Электронно-лучевая сварка : Электронно-лучевая сварка — это особый процесс сварки, который выполняется в полном вакууме, а уровень загрязнения очень низок. Этот процесс сварки широко используется в аэрокосмической, морской и автомобильной промышленности. Этот процесс требует больших капиталовложений.

Сварка сопротивлением : Сварку сопротивлением можно использовать для соединения титана с другими металлами, такими как нержавеющая сталь или обычная сталь. Однако на сверхкачественную сварку рассчитывать не приходится. Защита инертным газом может потребоваться, а может и не потребоваться.

Сварка трением : Во многих отраслях промышленности используется процесс сварки трением для соединения титановых труб, труб и стержней с использованием этого метода. Возможно, потребуется позаботиться о создании инертной атмосферы вокруг зоны сварки.

Титановая сварочная проволока

Присадочная проволока для титановой сварки включена в стандарт AWS A5.16-70. Рекомендуется выбирать присадочную проволоку со свойствами и составом титановой заготовки (основного металла). Для некоторых применений выбирается присадочная проволока с прочностью на один шаг ниже металла заготовки. Выбор присадочного металла зависит от процесса сварки.

Некоторыми популярными присадочными проволоками, используемыми для сварки титана методом TIG и MIG, являются AWS A5.16 ERTI-2, AWS A5.16 ERTI-3 и AWS A5.16 ERTI-5.

Можно ли приклеивать титан?

Нет, для титана нельзя использовать дуговую сварку, поскольку для сварки титана требуется хороший защитный газ для защиты расплавленной сварочной ванны и горячего металла сварного шва от атмосферного воздуха и загрязняющих веществ. Защитные газы, выходящие из горящего флюса электрода для сварки электродом, не способны обеспечить ожидаемую защиту.

Можно ли сваривать титан с мягкой сталью?

Сварка взрывом представляет собой сварку в твердом состоянии и ограниченно используется для сварки титана с мягкой сталью. Можно попробовать сварку TIG или MIG титана с мягкой сталью, выполнив все процедуры. Однако качество сварки не может быть гарантировано.

Можно ли сваривать титан с алюминием?

Это сложная задача из-за огромной разницы между температурой плавления титана и алюминия. Однако замечено, что в аэрокосмической промышленности есть особые области применения, где свариваются детали из титана и алюминия.

Сварка взрывом представляет собой сварку в твердом состоянии и ограниченно используется для сварки титана с алюминием.

Заключение

Титан как металл с годами набирает популярность благодаря своим многочисленным преимуществам. Он находит применение в критически важных отраслях, таких как аэрокосмическая, морская, атомные реакторы и продукты, связанные с обороной. Сварщик, умеющий изготавливать титан, может пользоваться не только деньгами, но и уважением. Мы надеемся, что эта статья дала некоторое представление о теме.

Каталожные номера:

Сварка титана
Weld.