182. Технология сварки титана и его сплавов.

Для соединения деталей из титана и его сплавов широко применяют дуговую сварку неплавящимся электродом в среде инертных газов, сварку сжатой дугой, в том числе микроплазменную, дуговую сварку под флюсом и ЭШС. Из-за высокой активности титана такие способы сварки, как газовая сварка, сварка покрытым электродом не применяются.

Дуговая сварка титановых сплавов в среде инертных газов. Сварка в среде инертных газов применяется как неплавящимся (автоматическая, механизированная; ручная), так и плавящимся (автоматическая, механизированная) электродом. Из дуговых способов сварки титана самым распространенным является сварка неплавящимся вольфрамовым электродом.

Сварка неплавящимся электродом. Качество сварных соединений определяется главным образом надежностью защиты зоны сварки и чистотой инертного газа. Для сварки титана, в основном, применяют аргон 1-го и высшего сорта и гелий высокой чистоты. Наибольшее распространение в сварочном производстве получила струйная защита зоны сварки, осуществляемая непрерывным обдувом сварочной ванны и остывающих участков соединения. Для надежной защиты разработаны специальные горелки, насадки, подкладки и другие приспособления. Для защиты обратной стороны швов и прилегающих к ним нагретых участков сварного соединения применяют съемные медные подкладки с формирующей канавкой и системой отверстий для подачи инертного газа. Сварка титана неплавящимся электродом осуществляется на постоянном токе прямой полярности. В качестве катода используется вольфрамовый стержень марок ЭВЛ и ЭВИ.

Эффективным процессом сварки титановых сплавов является аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с применением флюсов-паст, состоящих из фторидов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Этот процесс обеспечивает глубокое проплавление при низкой погонной энергии, уменьшает ЗТВ, снижает вероятность образования пор в швах.

Способ сварки неплавящимся электродом углубленной или погруженной дугой также позволяет за один проход сваривать металл средних толщин. Однако к его основным недостаткам относятся чрезмерная ширина шва и большие размеры околошовной зоны

При плазменной сварке титана применяют такие же средства защиты, как и при сварке неплавящимся электродом. Без разделки кромок за 1 проход сваривают листы толщиной до 14 мм. Микроплазменную сварку деталей из титана толщиной менее 0,3 мм выполняют по отбортованным кромкам. Для более толстых металлов могут быть выполнены стыковые и нахлесточные швы.

Сварка плавящимся электродом диаметром 1,6-5 мм применяется для стыковых, тавровых и нахлёсточных соединений из титана и его сплавов толщиной 3 мм и более в нижнем положении. При этом способе сварки можно получить оптимальные свойства сварных соединений путем выбора состава металла шва как изменением химического состава плавящегося электрода, так и в результате регулирования в нем доли основного металла.

Устойчивое горение дуги с минимальным разбрызгиванием расплавленного металла, хорошее качество формирования и защита шва обеспечиваются при сварке на обратной полярности и при определенном соотношении сварочного тока, напряжения на дуге, скорости подачи электродной проволоки и величины вылета электрода, а также при использовании источников питания с жесткой или пологопадающей ВАХ. Сварка может осуществляться как в аргоне, так и гелии, но лучше результаты получаются при использовании смеси из 80 % гелия и 20 % аргона.

При сварке в монтажных условиях находит применение метод полуавтоматической импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде аргона. Полуавтоматическая сварка титановой проволокой диаметром 1,2-2 мм с питанием от генератора импульсов обеспечивает перенос одной капли металла при каждом импульсе тока. Принудительный, направленный перенос электродного металла значительно улучшает формирование швов, выполняемых полуавтоматом, и делает возможной полуавтоматическую сварку в аргоне в вертикальном и потолочном положении.

Автоматической сваркой под флюсом для титана можно выполнять все основные типы соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные при толщине соединяемых элементов от 3 до 40 мм. Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности. При сварке на прямой полярности или переменном токе резко ухудшается качество формирования шва.