Заваряване на титанови сплави

Съдържание:

Титанът е доста често срещан в природата метал. Основната разлика между титана е ниското му тегло и високата (1668 градуса) точка на топене. Но топлопроводимостта на титана е доста ниска (2 пъти по-ниска от топлопроводимостта на стоманата и 4 пъти по-ниска от тази на желязото), следователно, въпреки такава висока точка на топене, е необходима по-малко топлина за заваряване, когато става въпрос за титан и неговите сплави, отколкото при заваряване на стомана.

Титанът и неговите сплави днес се използват широко в самолетната и ракетната индустрия, както и в машиностроенето, корабостроенето и инструментостроенето.

Трудности, възникващи при заваряването на титан и неговите сплави.

Основната трудност, която възниква при заваряване на титанови сплави, е, че при нагряване титановите сплави започват активно да взаимодействат с въздуха. Това взаимодействие започва много преди началото на точката на топене на титана - тоест вече при 450 градуса.

По този начин основната задача, която възниква при заваряване на части от титанови сплави, е защитата на детайла от околния въздух. Ето защо използването на този вид заваряване, като електродъгово заваряване с покрити електроди, се счита за неподходящо в този случай. Най-често тук се използва ръчно дъгово заваряване с волфрамови електроди в защитна среда от инертен газ - в аргон или хелий. Смес от тези газове може също да действа като защитна среда.

Подготовка на метала за заваряване.

Взаимодействието на титан с кислород започва дори преди титановата сплав да се нагрее - тоест вече при стайна температура. Ето защо, преди да започнете да заварявате, металът трябва да бъде внимателнопочистете от повърхностния алфа слой - в противен случай частиците от този слой ще попаднат в заваръчния шев по време на заваряване, което значително ще намали качеството на заваряване. За почистване на металната повърхност най-често се използва плазмено рязане, след което заваряваните повърхности се обработват допълнително механично.

Необходимо е също така да се третира специално заваръчната тел, използвана като добавъчен материал, за да се отстрани излишният водород от нея. За това, като правило, жицата се подлага на вакуумно отгряване.

Защита на метала по време на заваряване.

Както знаете, при заваряване в среда със защитен газ електродът, заваряваната повърхност и басейнът се продухват с газ. Но когато става въпрос за работа с титанови сплави, такава защита е напълно недостатъчна.

Има няколко начина да защитите метала от излагане на околния въздух при заваряване на титанови сплави.

Ако заваряването се извършва на открито, тогава се използват горелки с удължителни дюзи, които помагат да се увеличи площта на защитената повърхност.
Друг начин за защита на метала е използването на специални камери. Ако говорим за заваряване на открито, тогава това може да бъде камера за дюзи (фиг. 1а). Такава камера помага да се защити както зоната на заваряване, така и заваръчния шев от излагане на газове, съдържащи се във въздуха.
Обратната страна на шева при заваряване на титанови сплави е защитена със специална облицовка (фиг. 1б). Такова наслагване има жлеб, в който влиза защитният газ.
В случаите, когато се заваряват титанови тръби, в тръбата може да се подаде защитен газ (фиг. 1в).
Ако все пак е необходимо да се извърши заваряване на доста сложна конструкция, която не може да бъде напълно защитена с помощта на такъв локаленметоди за защита, тогава по време на заваряване се използва специална запечатана камера, в която се поставя цялата конструкция, която ще бъде заварена.

Контрол на качеството на заваръчния шев.

Качеството на заваръчния шев може лесно да се контролира от неговия цвят. Колкото по-високо се нагрява титановата сплав, толкова по-интензивно тя може да абсорбира кислород. В резултат на това цветът на метала се променя - отначало може да стане златист, постепенно да стане тъмно лилав и след това да стане бял.

При работа с изделия от титанови сплави могат да се използват и други видове заваряване, сред които най-често използваните са заваряване с неплавим или горим електрод, плазмено заваряване, лазерно заваряване, електрошлаково заваряване. Независимо кой тип заваряване е избран, е необходимо внимателно да се следи изпълнението на всички нюанси, които има технологията за заваряване на титанови сплави - това е, което може да гарантира високото качество на заваръчния шев, а оттам и високото качество на работа.