СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

СВАРКА ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ

Титан обладает низкой прочностью и поэтому в чис­том виде применяется крайне редко. А для конструктив­ных целей используют титан с примесями легирующих элементов, значительно увеличивающих его физико-ме - ханические свойства. Химическая активность титана под воздействием больших температур может привести к сни­жению его пластичности и конструкционной прочности, поэтому сварку выполняют с защитой от атмосферного воздействия. Защите подлежит не только сварочная ван­на, но и все участки металла, которые подвергаются на­греву до температуры свыше 623‘С.

Обладая низкими теплопроводными свойствами, ти­тан достаточно длительное время поддерживает свароч-

ную ванну в расплавленном состоянии при высокой тем­пературе, что способствует росту зерна не только в свар­ном соединении, но и в околошовной зоне. Особенно от­рицательно сказывается на качестве сварочного шва во­дород, который попадает в' сварочную ванну вместе с адсорбированной влагой на свариваемых кромках и в при­садочном материале. Взаимодействуя с кислородом, го­рячий титан окисляется, что способствует появлению в сварочном шве пор, холодных трещин. Поэтому свойства сварных соединений напрямую зависят от качества защи­ты, подготовки свариваемых кромок и титановой прово­локи, служащей присадочным материалом.

Подготовительный этап заключается в механической обработке свариваемых кромок или травлении раствором кислот. Свариваемые кромки зачищают механическими приспособлениями на ширину не менее 20—25 мм от гра­ниц разделки, после чего место сварки тщательно обез­жиривают и протравливают. Для зачистки кромок приме­няют вращающиеся металлические щетки, шаберы, шли­фовальную шкурку и другие приспособления, позволяю­щие добиться необходимой чистоты поверхности. Для из­готовления механических щеток применяют проволоку из нержавеющей стали диаметром 0,2—0,3 мм. Зачистку по­верхностей осуществляют непосредственно перед сваркой или заблаговременно при условии надежной их защиты от внешних воздействий. Очищенная поверхность должна иметь серебристый оттенок, без трещин, вмятин, заусе­нец и надрывов.

Непосредственно перед сваркой кромки обезжирива­ют и протравливают следующим раствором: соляная кис­лота — 240—390 мл, азотная кислота — 35—60 мл, фто­ристый натрий г - 50 г. В качестве обезжиривающего со­става может служить ацетон, бензин марки Бр-1 и другие растворители на основе ацетона. Поверхность сначала об­рабатывают бензином, а после этого — ацетоном. В ис­ключительных случаях допускается обезжиривание одним ацетоном.

Сварочную титановую проволоку подбирают согласно маркировке, которая наносится на упаковке или на спе­циальных бирках. Различают следующие составы прово­локи, используемой при сварке титана и его сплавов: ВТ1-00, ВТ1-ООС (для сплавов ВТ1-00 и ВТ1-0), ОТ4-1 (для сплавов ОТ4), СПТ2 и ВТ2св (для сплавов ВТ5, ВТ6 и ВТ15). Непосредственно перед сваркой проволоку обез­жиривают, а при необходимости подвергают механичес­кой очистке, которую выполняют наждачной шкуркой зернистостью не выше № 12. Допускается предваритель­ное обезжиривание проволоки, которую сразу же следует защитить полиэтиленовой пленкой и хранить в специаль­ных пеналах. В любом случае срок хранения обезжирен­ной проволоки не должен превышать 5 суток. Качество поверхности проволоки проверяют непосредственно пе­ред сваркой при помощи чистой белой салфетки. Если на салфетке остаются следы загрязнений, то обезжиривание следует повторить.

Кромки деталей перед сваркой плотно сжимают меж­ду собой, следя за тем, чтобы на поверхность не попали жировые включения. Поэтому к подготовленным поверх­ностям нельзя касаться руками или грязной ветошью.

Сварку титана и его сплавов выполняют в ручном или автоматическом режимах с защитой сварочной ванны и околошовной зоны аргоном или инертным газом. Сварку ведут вольфрамовым электродом при постоянном источ­нике тока прямой полярности.

Существует несколько схем зашиты сварочного шва, некоторые из них показаны на рис. 43. Для сварки ответ­ственных изделий существуют специальные камеры с контролируемой атмосферой.

Сварку ведут без колебательных движений горелки, на короткой дуге углом вперед. Угол между электродом и присадочным материалом поддерживают в пределах 90°, а подачу проволоки ведут непрерывно. Чаще всего сварку выполняют «левым» способом, при котором ось вольф­рамового электрода наклонена в сторону, противополож­ную направлению сварки. Вылет электрода из сопла не должен превышать 5—7 мм. В труднодоступных местах вы­лет электрода может быть увеличен при условии надеж­ной зашиты сварочного шва.

Присадочный материал вводят в сварочную ванну на­встречу сварочной горелке, не допуская вывода ее конца из зоны газовой защиты. Снятие защиты производят не ранее чем при снижении температуры ниже 400°С. Ори­ентировочные режимы аргонодуговой сварки титана и его сплавов приведены в табл. 17.

Зашита сварочного шва считается качественной, если в зоне стыка отсутствуют следы окисления и металл име­ет серебристый цвет. При некачественной зашите на сва­рочном шве появляются следы побежалости. Титан тол­щиной до 8 мм можно сваривать без скоса кромок, более толстый металл сваривают погружной дугой.

Для снижения погонной энергии и сужения зоны тер­мического влияния дополнительно к газовой защите ис­пользуют флюсы АТН-21А, АТН-23А. Применение флю­сов существенно повышает защиту и позволяет повысить качество сварного соединения за счет уменьшения по­ристости шва. Флюс наносят на свариваемые кромки не­посредственно перед сваркой при помощи волосяной кисти толщиной 0,1—0,15 мм. Для того чтобы из пасты хорошо испарялся спирт, сварку выполняют при темпе­ратуре не ниже 15'С.

Сварка плавящимся электродом выполняется в авто­матическом режиме током обратной полярности при мел­кокапельном переносе металла.