Сварка аргоном титана технология: Страница не найдена — svarkagid

Содержание

параметры и технология, специфика сварки титана и его сплавов в среде аргона, камеры для аргонодуговой сварки

Хорошим специалистом в области сварки может называть себя только тот мастер, который хотя бы теоретически знает главные нюансы основных ее видов. Вот почему стоит выяснить основные особенности техники сварки титана аргоном. Подобная работа сложнее, чем обыкновенные манипуляции с черными металлами и нержавеющей сталью.

Особенности

Актуальность сварки титана аргоном несомненна. Этот металл не только очень прочен и сравнительно инертен химически, но и относительно легок. Поэтому его используют во многих местах, и вероятность столкнуться с титановыми изделиями велика у любого сварщика.

Главная специфика работы с аргоном обусловлена его тугоплавкостью.

Можно использовать только очень мощное оборудование.

Но высокая температура плавления титана и его основных сплавов не означают абсолютную устойчивость в любых условиях. После сильного нагрева такой металл будет крайне активно вбирать все газы из воздуха. Именно подобное обстоятельство и заставляет применять сварку в среде устойчивых химически газов.

Стоит учесть, что у титана есть 2 стабильные фазы. В состоянии «альфа», наблюдающемся при нормальных условиях, характерна мелкозернистая структура.

Состояние «бета» наступает при прогреве до 880 градусов. В этот момент начинается заметный рост размеров зерна. Важно отметить, что титан становится тогда чувствителен к скорости охлаждения. Дополнительные трудности при сварке (кроме аргонодуговой) создают:

  • плотность титана;

  • его слабая теплопроводность;

  • опасность самовозгорания в кислородной оболочке при прогреве до 400 градусов;

  • окисление в присутствии углекислого газа;

  • вероятность появления хрупких азотистых веществ при 600 градусах и выше;

  • на 250 градусах — впитывание водорода.

Преимуществами аргоновой сварки титана являются:

  • возможность сделать добротный шов;

  • применение сравнительно малых токов;

  • возможность нарастить толщину шва на проблемных участках;

  • пригодность для работы с большими и мелкими образцами в равной степени.

Предварительную очистку делают:

  • шаберами;

  • раствором фтора;

  • соляной кислотой;

  • газовой горелкой.

Технология

Ключевым параметром при сварочных работах по титану является толщина обрабатываемого слоя

. Если она составляет 0,8 мм, нужно брать электрод виз вольфрама сечением от 1 до 1,5 мм. На этот инструмент подается ток силой в средней 50 А и напряжением 9 В. За минуту горелка будет расходовать 6-8 л аргона. При этом скорость сваривания может достигать 18-25 м за час.

Если толщина металла увеличивается до 1,2 мм, то эти показатели составят соответственно:

Толстый (3 мм) титан надо сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм. Напряжение при этом составит 12-13 В. Сила тока равна 200-220 А. Скорость сварки можно увеличить до 20-22 м/с. Расход газа в горелке составляет от 9 до 12 л за минуту, а по обратной стороне от 3 до 4 л.

Ручная работа с титаном и сплавами на его основе производится только вольфрамовыми электродами. Для этого используют постоянный ток обратной полярности. Обязательно применяют оснастку для изоляции рабочих зон и прогретых областей. Если варят трубопроводы из титана, их наполняют аргоном изнутри.

До начала работы требуется готовить сварные кромки и присадки. Обязательно нужно отполировать (вычистить) все поверхности при помощи стальных щеток. Если таких щеток нет, применяют наждачную бумагу любой фракции. Дополнительно проводится обезжиривание. Для этой цели применяют спирт либо ацетон.

Снять оксидную пленку можно путем травления. Травящая смесь включает фтористоводородную кислоту (в исходной концентрации 2-4%) и азотную кислоту (в исходной концентрации 30-40%). Температура рабочей смеси не может превышать 60 градусов. Предельное время обработки — 30 секунд. Присадочные материалы любого типа не могут выходить за пределы защищенного газом объема; в противном случае они сильно засоряются.

При аргонной сварке титана можно применять подкладки из меди либо стали. В этих подкладках допускается прорезание отверстий для поступления газа. В процессе работы с трубами используют

фартуки с различной степенью закругления. Она определяется прежде всего диаметром трубы. Если выполняется соединение встык либо внахлест по металлу не толще 3 мм, присадочная проволока необязательна.

Просто выставляют сопло большего диаметра и наращивают подачу газа. Варят титан строго на короткой электродуге. Присадочные прутки нужно подавать без перерыва. Важно: только метод проб и ошибок позволит сварщикам научиться правильно выполнять свою работу. Промахи на начальной стадии совершенно неизбежны.

Хороший шов должен иметь светло-серебристый окрас. Очень плохо, если он окрасился в черные и синие тона. Это означает засорение титана оксидами, нитридами, либо чистыми азотом и кислородом. Исправить подобный промах можно только полным перевариванием конструкции. Потому стоит повторить: правильная подача аргона — вот критически важный момент.

Подготовка к сварке непроста. Перед нею требуется на 100% убрать поверхность заготовки. В нем содержатся значительные количества атмосферных газов. Если они оттуда попадут встык, они ухудшат его качество. Толстые детали требуют разделывания кромок. Углы раскрытия должны составлять ровно 60 градусов.

Если намеченные к сварке детали подверглись ранее резке газовым или плазменным резаком, кромки отрезают чисто механически. Расстояние отреза равно как минимум 3-5 мм.

Очень важную роль играет защита корневого шва.

Без нее трудно обойтись даже в ситуациях, когда сварной стык не находится на поверхности с другого края. Ведь бурная реакция с обычным воздухом происходит уже при 300-400 градусах.

Изоляция производится:

  • плотно подогнанными подкладками из стали либо меди;

  • подкачкой нейтрализатора в особые проходы внутри подкладок;

  • закачиванием аргона во внутреннюю часть свариваемой конструкции.

Сваривание толстых конструкций без прикрытия с оборотной стороны выполняется при помощи коротких швов. Их длина не превышает 1,5-2 см. Обязательно делают перерывы для охлаждения. Температура в комнатах, где варят титан, ограничена 15 градусами. Предельный темп перемещения воздуха составляет 0,5 м/с.

Методы

Варить титан в аргоновой среде вручную целесообразно, когда делаются какие-то уникальные вещи. Этот подход применяют и организаторы мелкосерийных производств. В обоих случаях подразумевается, что запрограммировать автомат на те же задачи невозможно, а особого выигрыша при использовании полуавтоматов нет. Если толщина листа не превышает 3 мм, зазор обычно делают 0,5-1,5 мм. Необходимости в добавлении присадки нет.

Работая с электродом, нужно двигать его строго прямо, не отклоняя в стороны. При этом обязателен наклон вперед по направлению шва. Когда используется электрод 1,5 мм сечением и присадочная проволока на 2 мм, можно уверенно обрабатывать даже листы толщиной до 2 мм. Сила тока при этом составляет 100 А. К сведению: при толщине листа 3 или 4 мм нужно поднять силу тока до 140 А.

Когда шов завершен и дуга отключена, подачу защищающего газа сразу останавливать нельзя! Она должна продолжаться еще не менее 1,5-2 минут. Только тогда можно гарантировать охлаждение последнего обрабатывавшегося участка примерно до 400 градусов. В подобном режиме можно уже не опасаться возникновения вредных окислов. Иначе работают при использовании автоматических установок.

В этом случае также берут вольфрамовые электроды. Но подавать на них надо строго постоянный ток.

При использовании неплавящихся инструментов предпочтителен ток прямой полярности.

Сопла газовой защитной горелки должны иметь диаметр от 1,2 до 1,5 см. Разжигать и гасить дугу надо не на самих деталях, а на находящихся рядом планках, в противном случае начальные и конечные рывки напряжения могут проплавить обрабатываемое изделие.

Оборудование и материалы

Аргонная сварка титана позволяет применять почти все сварочные аппараты, отличающиеся жесткой вольт-амперной характеристикой. Нормальная сила тока должна достигать 140 А. Как уже говорилось, предпочтительны электроды из вольфрама. Часто практикуется струйная защита, когда поток газа ориентируют при помощи сопел и отражателей. Альтернативное решение подразумевает использование камер, наполненных газом и отличающихся герметичным устройством.

Для работы в этих камерах применяют промышленные манипуляторы. Разумеется, это сильно усложняет и удорожает сварку. Применять подобный метод за пределами индустриальных цехов практически невозможно. На крупных производствах применяют полностью герметизированные камеры большого размера. Атмосфера внутри них контролируется очень тщательно. Находящиеся внутри сварщики используют специальные защитные костюмы.

Что касается электродов, то теоретически допустимы любые вольфрамовые инструменты. Однако не все из них гарантируют одинаковое качество соединений и приличную стабильность дуги. Больше других подходят лантанированные приспособления с маркировкой ЭВЛ либо WL. Рабочий наконечник электрода требуется заточить под углом строго от 30 до 45 градусов.

Присадочная проволока (пруток) может делаться из титана различных типов. Чтобы шов не насыщался водородом, присутствующим в сварочном прутке, изделие обрабатывают дополнительно, обжигая в вакууме. Такая процедура гарантированно удалит даже небольшие следы водорода.

Важно: присадочную проволоку также очищают от окислов и обезжиривают.

Оценивая потребность в аргоне, стоит учитывать, что толстостенные конструкции можно варить и без защиты задней стороны (но только при поверхностном формировании шва и слабом прогреве всего изделия в целом).

Возможные дефекты

При нормальной работе прочность шва составляет до 80% от крепости необработанного металла. Но при наличии деформаций она может понизиться на 40, на 60% и даже больше. Частыми проблемами являются образование пор и холодное растрескивание. Пористость усиливается в присутствии газовых примесей. Самой опасной из них является водород.

Предотвратить такую проблему помогает обеспечение чистоты сварочного материала и тщательный выбор рабочего режима.

Холодные трещины в основном возникают из-за того же водорода, вернее, из-за провоцируемого им ослабления металла, повышения хрупкости.

Растрескивание может происходить как немедленно после сварочных работ, так и спустя долгое время. Судить надежность газовой защиты помогает окрас шва. В идеале этот шов должен иметь серебристый цвет.

Чуть хуже обстоят дела, когда свариваемая плоскость окрашена в светлый соломенный тон. Это означает, что нарушения защиты допущены, но они не слишком существенны. Недопустимы швы голубого, коричневого, сероватого цвета. Каких-либо других тонкостей в бытовой практике нет. А вот в промышленности могут проводиться исследования неразрушающими методами, выявляющие раковины и другие внутренние деформации.

Видео о сварке титана аргоном для новичка ниже.

параметры и технология, специфика сварки титана и его сплавов в среде аргона, камеры для аргонодуговой сварки

Хорошим специалистом в области сварки может называть себя только тот мастер, который хотя бы теоретически знает главные нюансы основных ее видов. Вот почему стоит выяснить основные особенности техники сварки титана аргоном. Подобная работа сложнее, чем обыкновенные манипуляции с черными металлами и нержавеющей сталью.

Особенности

Актуальность сварки титана аргоном несомненна. Этот металл не только очень прочен и сравнительно инертен химически, но и относительно легок. Поэтому его используют во многих местах, и вероятность столкнуться с титановыми изделиями велика у любого сварщика.

Главная специфика работы с аргоном обусловлена его тугоплавкостью.

Можно использовать только очень мощное оборудование.

Но высокая температура плавления титана и его основных сплавов не означают абсолютную устойчивость в любых условиях. После сильного нагрева такой металл будет крайне активно вбирать все газы из воздуха. Именно подобное обстоятельство и заставляет применять сварку в среде устойчивых химически газов. Стоит учесть, что у титана есть 2 стабильные фазы. В состоянии «альфа», наблюдающемся при нормальных условиях, характерна мелкозернистая структура.

Состояние «бета» наступает при прогреве до 880 градусов. В этот момент начинается заметный рост размеров зерна. Важно отметить, что титан становится тогда чувствителен к скорости охлаждения. Дополнительные трудности при сварке (кроме аргонодуговой) создают:

  • плотность титана;

  • его слабая теплопроводность;

  • опасность самовозгорания в кислородной оболочке при прогреве до 400 градусов;

  • окисление в присутствии углекислого газа;

  • вероятность появления хрупких азотистых веществ при 600 градусах и выше;

  • на 250 градусах — впитывание водорода.

Преимуществами аргоновой сварки титана являются:

  • возможность сделать добротный шов;

  • применение сравнительно малых токов;

  • возможность нарастить толщину шва на проблемных участках;

  • пригодность для работы с большими и мелкими образцами в равной степени.

Предварительную очистку делают:

  • шаберами;

  • раствором фтора;

  • соляной кислотой;

  • газовой горелкой.

Технология

Ключевым параметром при сварочных работах по титану является толщина обрабатываемого слоя. Если она составляет 0,8 мм, нужно брать электрод виз вольфрама сечением от 1 до 1,5 мм. На этот инструмент подается ток силой в средней 50 А и напряжением 9 В. За минуту горелка будет расходовать 6-8 л аргона. При этом скорость сваривания может достигать 18-25 м за час.

Если толщина металла увеличивается до 1,2 мм, то эти показатели составят соответственно:

Толстый (3 мм) титан надо сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм. Напряжение при этом составит 12-13 В. Сила тока равна 200-220 А. Скорость сварки можно увеличить до 20-22 м/с. Расход газа в горелке составляет от 9 до 12 л за минуту, а по обратной стороне от 3 до 4 л.

Ручная работа с титаном и сплавами на его основе производится только вольфрамовыми электродами. Для этого используют постоянный ток обратной полярности. Обязательно применяют оснастку для изоляции рабочих зон и прогретых областей. Если варят трубопроводы из титана, их наполняют аргоном изнутри.

До начала работы требуется готовить сварные кромки и присадки. Обязательно нужно отполировать (вычистить) все поверхности при помощи стальных щеток. Если таких щеток нет, применяют наждачную бумагу любой фракции. Дополнительно проводится обезжиривание. Для этой цели применяют спирт либо ацетон.

Снять оксидную пленку можно путем травления. Травящая смесь включает фтористоводородную кислоту (в исходной концентрации 2-4%) и азотную кислоту (в исходной концентрации 30-40%). Температура рабочей смеси не может превышать 60 градусов. Предельное время обработки — 30 секунд. Присадочные материалы любого типа не могут выходить за пределы защищенного газом объема; в противном случае они сильно засоряются.

При аргонной сварке титана можно применять подкладки из меди либо стали. В этих подкладках допускается прорезание отверстий для поступления газа. В процессе работы с трубами используют фартуки с различной степенью закругления. Она определяется прежде всего диаметром трубы. Если выполняется соединение встык либо внахлест по металлу не толще 3 мм, присадочная проволока необязательна.

Просто выставляют сопло большего диаметра и наращивают подачу газа. Варят титан строго на короткой электродуге. Присадочные прутки нужно подавать без перерыва. Важно: только метод проб и ошибок позволит сварщикам научиться правильно выполнять свою работу. Промахи на начальной стадии совершенно неизбежны.

Хороший шов должен иметь светло-серебристый окрас. Очень плохо, если он окрасился в черные и синие тона. Это означает засорение титана оксидами, нитридами, либо чистыми азотом и кислородом. Исправить подобный промах можно только полным перевариванием конструкции. Потому стоит повторить: правильная подача аргона — вот критически важный момент.

Подготовка к сварке непроста. Перед нею требуется на 100% убрать поверхность заготовки. В нем содержатся значительные количества атмосферных газов. Если они оттуда попадут встык, они ухудшат его качество. Толстые детали требуют разделывания кромок. Углы раскрытия должны составлять ровно 60 градусов.

Если намеченные к сварке детали подверглись ранее резке газовым или плазменным резаком, кромки отрезают чисто механически. Расстояние отреза равно как минимум 3-5 мм.

Очень важную роль играет защита корневого шва.

Без нее трудно обойтись даже в ситуациях, когда сварной стык не находится на поверхности с другого края. Ведь бурная реакция с обычным воздухом происходит уже при 300-400 градусах.

Изоляция производится:

  • плотно подогнанными подкладками из стали либо меди;

  • подкачкой нейтрализатора в особые проходы внутри подкладок;

  • закачиванием аргона во внутреннюю часть свариваемой конструкции.

Сваривание толстых конструкций без прикрытия с оборотной стороны выполняется при помощи коротких швов. Их длина не превышает 1,5-2 см. Обязательно делают перерывы для охлаждения. Температура в комнатах, где варят титан, ограничена 15 градусами. Предельный темп перемещения воздуха составляет 0,5 м/с.

Методы

Варить титан в аргоновой среде вручную целесообразно, когда делаются какие-то уникальные вещи. Этот подход применяют и организаторы мелкосерийных производств. В обоих случаях подразумевается, что запрограммировать автомат на те же задачи невозможно, а особого выигрыша при использовании полуавтоматов нет. Если толщина листа не превышает 3 мм, зазор обычно делают 0,5-1,5 мм. Необходимости в добавлении присадки нет.

Работая с электродом, нужно двигать его строго прямо, не отклоняя в стороны. При этом обязателен наклон вперед по направлению шва. Когда используется электрод 1,5 мм сечением и присадочная проволока на 2 мм, можно уверенно обрабатывать даже листы толщиной до 2 мм. Сила тока при этом составляет 100 А. К сведению: при толщине листа 3 или 4 мм нужно поднять силу тока до 140 А.

Когда шов завершен и дуга отключена, подачу защищающего газа сразу останавливать нельзя! Она должна продолжаться еще не менее 1,5-2 минут. Только тогда можно гарантировать охлаждение последнего обрабатывавшегося участка примерно до 400 градусов. В подобном режиме можно уже не опасаться возникновения вредных окислов. Иначе работают при использовании автоматических установок.

В этом случае также берут вольфрамовые электроды. Но подавать на них надо строго постоянный ток.

При использовании неплавящихся инструментов предпочтителен ток прямой полярности.

Сопла газовой защитной горелки должны иметь диаметр от 1,2 до 1,5 см. Разжигать и гасить дугу надо не на самих деталях, а на находящихся рядом планках, в противном случае начальные и конечные рывки напряжения могут проплавить обрабатываемое изделие.

Оборудование и материалы

Аргонная сварка титана позволяет применять почти все сварочные аппараты, отличающиеся жесткой вольт-амперной характеристикой. Нормальная сила тока должна достигать 140 А. Как уже говорилось, предпочтительны электроды из вольфрама. Часто практикуется струйная защита, когда поток газа ориентируют при помощи сопел и отражателей. Альтернативное решение подразумевает использование камер, наполненных газом и отличающихся герметичным устройством.

Для работы в этих камерах применяют промышленные манипуляторы. Разумеется, это сильно усложняет и удорожает сварку. Применять подобный метод за пределами индустриальных цехов практически невозможно. На крупных производствах применяют полностью герметизированные камеры большого размера. Атмосфера внутри них контролируется очень тщательно. Находящиеся внутри сварщики используют специальные защитные костюмы.

Что касается электродов, то теоретически допустимы любые вольфрамовые инструменты. Однако не все из них гарантируют одинаковое качество соединений и приличную стабильность дуги. Больше других подходят лантанированные приспособления с маркировкой ЭВЛ либо WL. Рабочий наконечник электрода требуется заточить под углом строго от 30 до 45 градусов.

Присадочная проволока (пруток) может делаться из титана различных типов. Чтобы шов не насыщался водородом, присутствующим в сварочном прутке, изделие обрабатывают дополнительно, обжигая в вакууме. Такая процедура гарантированно удалит даже небольшие следы водорода.

Важно: присадочную проволоку также очищают от окислов и обезжиривают.

Оценивая потребность в аргоне, стоит учитывать, что толстостенные конструкции можно варить и без защиты задней стороны (но только при поверхностном формировании шва и слабом прогреве всего изделия в целом).

Возможные дефекты

При нормальной работе прочность шва составляет до 80% от крепости необработанного металла. Но при наличии деформаций она может понизиться на 40, на 60% и даже больше. Частыми проблемами являются образование пор и холодное растрескивание. Пористость усиливается в присутствии газовых примесей. Самой опасной из них является водород.

Предотвратить такую проблему помогает обеспечение чистоты сварочного материала и тщательный выбор рабочего режима.

Холодные трещины в основном возникают из-за того же водорода, вернее, из-за провоцируемого им ослабления металла, повышения хрупкости.

Растрескивание может происходить как немедленно после сварочных работ, так и спустя долгое время. Судить надежность газовой защиты помогает окрас шва. В идеале этот шов должен иметь серебристый цвет.

Чуть хуже обстоят дела, когда свариваемая плоскость окрашена в светлый соломенный тон. Это означает, что нарушения защиты допущены, но они не слишком существенны. Недопустимы швы голубого, коричневого, сероватого цвета. Каких-либо других тонкостей в бытовой практике нет. А вот в промышленности могут проводиться исследования неразрушающими методами, выявляющие раковины и другие внутренние деформации.

Видео о сварке титана аргоном для новичка ниже.

параметры и технология, специфика сварки титана и его сплавов в среде аргона, камеры для аргонодуговой сварки

Хорошим специалистом в области сварки может называть себя только тот мастер, который хотя бы теоретически знает главные нюансы основных ее видов. Вот почему стоит выяснить основные особенности техники сварки титана аргоном. Подобная работа сложнее, чем обыкновенные манипуляции с черными металлами и нержавеющей сталью.

Особенности

Актуальность сварки титана аргоном несомненна. Этот металл не только очень прочен и сравнительно инертен химически, но и относительно легок. Поэтому его используют во многих местах, и вероятность столкнуться с титановыми изделиями велика у любого сварщика.

Главная специфика работы с аргоном обусловлена его тугоплавкостью.

Можно использовать только очень мощное оборудование.

Но высокая температура плавления титана и его основных сплавов не означают абсолютную устойчивость в любых условиях. После сильного нагрева такой металл будет крайне активно вбирать все газы из воздуха. Именно подобное обстоятельство и заставляет применять сварку в среде устойчивых химически газов. Стоит учесть, что у титана есть 2 стабильные фазы. В состоянии «альфа», наблюдающемся при нормальных условиях, характерна мелкозернистая структура.

Состояние «бета» наступает при прогреве до 880 градусов. В этот момент начинается заметный рост размеров зерна. Важно отметить, что титан становится тогда чувствителен к скорости охлаждения. Дополнительные трудности при сварке (кроме аргонодуговой) создают:

  • плотность титана;

  • его слабая теплопроводность;

  • опасность самовозгорания в кислородной оболочке при прогреве до 400 градусов;

  • окисление в присутствии углекислого газа;

  • вероятность появления хрупких азотистых веществ при 600 градусах и выше;

  • на 250 градусах — впитывание водорода.

Преимуществами аргоновой сварки титана являются:

  • возможность сделать добротный шов;

  • применение сравнительно малых токов;

  • возможность нарастить толщину шва на проблемных участках;

  • пригодность для работы с большими и мелкими образцами в равной степени.

Предварительную очистку делают:

  • шаберами;

  • раствором фтора;

  • соляной кислотой;

  • газовой горелкой.

Технология

Ключевым параметром при сварочных работах по титану является толщина обрабатываемого слоя. Если она составляет 0,8 мм, нужно брать электрод виз вольфрама сечением от 1 до 1,5 мм. На этот инструмент подается ток силой в средней 50 А и напряжением 9 В. За минуту горелка будет расходовать 6-8 л аргона. При этом скорость сваривания может достигать 18-25 м за час.

Если толщина металла увеличивается до 1,2 мм, то эти показатели составят соответственно:

Толстый (3 мм) титан надо сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм. Напряжение при этом составит 12-13 В. Сила тока равна 200-220 А. Скорость сварки можно увеличить до 20-22 м/с. Расход газа в горелке составляет от 9 до 12 л за минуту, а по обратной стороне от 3 до 4 л.

Ручная работа с титаном и сплавами на его основе производится только вольфрамовыми электродами. Для этого используют постоянный ток обратной полярности. Обязательно применяют оснастку для изоляции рабочих зон и прогретых областей. Если варят трубопроводы из титана, их наполняют аргоном изнутри.

До начала работы требуется готовить сварные кромки и присадки. Обязательно нужно отполировать (вычистить) все поверхности при помощи стальных щеток. Если таких щеток нет, применяют наждачную бумагу любой фракции. Дополнительно проводится обезжиривание. Для этой цели применяют спирт либо ацетон.

Снять оксидную пленку можно путем травления. Травящая смесь включает фтористоводородную кислоту (в исходной концентрации 2-4%) и азотную кислоту (в исходной концентрации 30-40%). Температура рабочей смеси не может превышать 60 градусов. Предельное время обработки — 30 секунд. Присадочные материалы любого типа не могут выходить за пределы защищенного газом объема; в противном случае они сильно засоряются.

При аргонной сварке титана можно применять подкладки из меди либо стали. В этих подкладках допускается прорезание отверстий для поступления газа. В процессе работы с трубами используют фартуки с различной степенью закругления. Она определяется прежде всего диаметром трубы. Если выполняется соединение встык либо внахлест по металлу не толще 3 мм, присадочная проволока необязательна.

Просто выставляют сопло большего диаметра и наращивают подачу газа. Варят титан строго на короткой электродуге. Присадочные прутки нужно подавать без перерыва. Важно: только метод проб и ошибок позволит сварщикам научиться правильно выполнять свою работу. Промахи на начальной стадии совершенно неизбежны.

Хороший шов должен иметь светло-серебристый окрас. Очень плохо, если он окрасился в черные и синие тона. Это означает засорение титана оксидами, нитридами, либо чистыми азотом и кислородом. Исправить подобный промах можно только полным перевариванием конструкции. Потому стоит повторить: правильная подача аргона — вот критически важный момент.

Подготовка к сварке непроста. Перед нею требуется на 100% убрать поверхность заготовки. В нем содержатся значительные количества атмосферных газов. Если они оттуда попадут встык, они ухудшат его качество. Толстые детали требуют разделывания кромок. Углы раскрытия должны составлять ровно 60 градусов.

Если намеченные к сварке детали подверглись ранее резке газовым или плазменным резаком, кромки отрезают чисто механически. Расстояние отреза равно как минимум 3-5 мм.

Очень важную роль играет защита корневого шва.

Без нее трудно обойтись даже в ситуациях, когда сварной стык не находится на поверхности с другого края. Ведь бурная реакция с обычным воздухом происходит уже при 300-400 градусах.

Изоляция производится:

  • плотно подогнанными подкладками из стали либо меди;

  • подкачкой нейтрализатора в особые проходы внутри подкладок;

  • закачиванием аргона во внутреннюю часть свариваемой конструкции.

Сваривание толстых конструкций без прикрытия с оборотной стороны выполняется при помощи коротких швов. Их длина не превышает 1,5-2 см. Обязательно делают перерывы для охлаждения. Температура в комнатах, где варят титан, ограничена 15 градусами. Предельный темп перемещения воздуха составляет 0,5 м/с.

Методы

Варить титан в аргоновой среде вручную целесообразно, когда делаются какие-то уникальные вещи. Этот подход применяют и организаторы мелкосерийных производств. В обоих случаях подразумевается, что запрограммировать автомат на те же задачи невозможно, а особого выигрыша при использовании полуавтоматов нет. Если толщина листа не превышает 3 мм, зазор обычно делают 0,5-1,5 мм. Необходимости в добавлении присадки нет.

Работая с электродом, нужно двигать его строго прямо, не отклоняя в стороны. При этом обязателен наклон вперед по направлению шва. Когда используется электрод 1,5 мм сечением и присадочная проволока на 2 мм, можно уверенно обрабатывать даже листы толщиной до 2 мм. Сила тока при этом составляет 100 А. К сведению: при толщине листа 3 или 4 мм нужно поднять силу тока до 140 А.

Когда шов завершен и дуга отключена, подачу защищающего газа сразу останавливать нельзя! Она должна продолжаться еще не менее 1,5-2 минут. Только тогда можно гарантировать охлаждение последнего обрабатывавшегося участка примерно до 400 градусов. В подобном режиме можно уже не опасаться возникновения вредных окислов. Иначе работают при использовании автоматических установок.

В этом случае также берут вольфрамовые электроды. Но подавать на них надо строго постоянный ток.

При использовании неплавящихся инструментов предпочтителен ток прямой полярности.

Сопла газовой защитной горелки должны иметь диаметр от 1,2 до 1,5 см. Разжигать и гасить дугу надо не на самих деталях, а на находящихся рядом планках, в противном случае начальные и конечные рывки напряжения могут проплавить обрабатываемое изделие.

Оборудование и материалы

Аргонная сварка титана позволяет применять почти все сварочные аппараты, отличающиеся жесткой вольт-амперной характеристикой. Нормальная сила тока должна достигать 140 А. Как уже говорилось, предпочтительны электроды из вольфрама. Часто практикуется струйная защита, когда поток газа ориентируют при помощи сопел и отражателей. Альтернативное решение подразумевает использование камер, наполненных газом и отличающихся герметичным устройством.

Для работы в этих камерах применяют промышленные манипуляторы. Разумеется, это сильно усложняет и удорожает сварку. Применять подобный метод за пределами индустриальных цехов практически невозможно. На крупных производствах применяют полностью герметизированные камеры большого размера. Атмосфера внутри них контролируется очень тщательно. Находящиеся внутри сварщики используют специальные защитные костюмы.

Что касается электродов, то теоретически допустимы любые вольфрамовые инструменты. Однако не все из них гарантируют одинаковое качество соединений и приличную стабильность дуги. Больше других подходят лантанированные приспособления с маркировкой ЭВЛ либо WL. Рабочий наконечник электрода требуется заточить под углом строго от 30 до 45 градусов.

Присадочная проволока (пруток) может делаться из титана различных типов. Чтобы шов не насыщался водородом, присутствующим в сварочном прутке, изделие обрабатывают дополнительно, обжигая в вакууме. Такая процедура гарантированно удалит даже небольшие следы водорода.

Важно: присадочную проволоку также очищают от окислов и обезжиривают.

Оценивая потребность в аргоне, стоит учитывать, что толстостенные конструкции можно варить и без защиты задней стороны (но только при поверхностном формировании шва и слабом прогреве всего изделия в целом).

Возможные дефекты

При нормальной работе прочность шва составляет до 80% от крепости необработанного металла. Но при наличии деформаций она может понизиться на 40, на 60% и даже больше. Частыми проблемами являются образование пор и холодное растрескивание. Пористость усиливается в присутствии газовых примесей. Самой опасной из них является водород.

Предотвратить такую проблему помогает обеспечение чистоты сварочного материала и тщательный выбор рабочего режима.

Холодные трещины в основном возникают из-за того же водорода, вернее, из-за провоцируемого им ослабления металла, повышения хрупкости.

Растрескивание может происходить как немедленно после сварочных работ, так и спустя долгое время. Судить надежность газовой защиты помогает окрас шва. В идеале этот шов должен иметь серебристый цвет.

Чуть хуже обстоят дела, когда свариваемая плоскость окрашена в светлый соломенный тон. Это означает, что нарушения защиты допущены, но они не слишком существенны. Недопустимы швы голубого, коричневого, сероватого цвета. Каких-либо других тонкостей в бытовой практике нет. А вот в промышленности могут проводиться исследования неразрушающими методами, выявляющие раковины и другие внутренние деформации.

Видео о сварке титана аргоном для новичка ниже.

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

ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20

Ограниченная

Мягкий режим с малыми скоростями охлаждения

ВТ22

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

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.

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.

Сварка аргоном титана технология


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.

blog.svarcom.net

Титан: сварка титана (технология). Сварка аргоном титана

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.

allwomanday.ru

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.

worldfb.ru

Титан: сварка титана (технология). Сварка аргоном титана

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.

aikido-mariel.ru

аргоном, технология, полуавтоматом, его сплавов, как в домашних условиях? – Определенных металлов на Svarka.guru

Титан обладает набором уникальных свойств, благодаря чему используется как в промышленном производстве, так и в медицинских целях. Из него изготавливают легкие детали летательных аппаратов, протезы, не отторгаемые организмом человека. Однако, сварка титана – процесс не из легких. Для упрощения его используются особые приспособления и технологии.

Специфические свойства металла

Титан обладает такими особенностями:
  • самовозгорается в среде кислорода;
  • обладает низкой теплопроводностью;
  • активно вступает в реакции при нагревании до 400°С;
  • поглощает водород, азотируется;
  • быстро окисляется.

Сплавы

Соединения на основе титана плавятся при температуре 1468-1830°С. Элементы отличаются повышенной коррозионной и жаростойкостью. Сплавы легко поддаются закалке при введении снижающих пластичность добавок – ванадия, хрома, марганца.

При нагревании до 400°С металл активно вступает в реакции с азотом и кислородом, находящимися в воздухе. При нагревании до 800°С зернистость и пористость металла возрастает. Потому сваривание деталей из титана должна осуществляться при исключении воздействия окисляющих газов.

Подготовка образцов (кромок)

Перед тем как сварить титан и его сплавы удаляется окисленная пленка – элементы обезжириваются и зачищаются.

Поверхности вдоль кромок обрабатываются на протяжении 10 минут раствором из соляной кислоты (35%), воды (65%) с добавлением 50 г натрия фторида. Смесь нагревается до 70°С.

Затем кромки шлифуются наждачкой или щетками – удаляются трещины и заусенцы.

Какие методы применяют?

Ручной дуговой

Ручная сварка изделий из титана аргоном используется преимущественно в небольшом производстве или при особо сложных работах при невозможности применения автомата.

При сварке электрод ведется прямо, с наклоном в переднюю сторону по направлению шва. Если необходимо применение присадочной проволоки, то она должна поступать постоянно, стержень при этом ставится перпендикулярно к свариваемым элементам.

[stextbox id=’alert’]По окончании аргонодуговой сварки защитная среда подается еще на протяжении 2 минут – за это время должен успеть охладиться заключительный участок шва.[/stextbox]

Автоматический

Выполняется на постоянном токе с помощью вольфрамовых электродов при прямой полярности. Горелка подбирается с диаметром сопла 12-15 мм.

Дуга возбуждается и гасится не на элементах, а на начальных планках, так как в ином случае возможно проплавление соединяемых изделий.

Электрошлаковый

Способ используется редко, в основном для нержавеющих деталей с добавлением к титану олова или алюминия. Подразумевается применение пластинчатых электродов размером 12х60 мм. С их помощью получается высокопрочный шов. Ток сварки достигает 1,5 кА.

Сварка прессованных изделий выполняется круглыми стержнями сечением 8 мм.

Контактный

Для такого метода титановые электроды требуются только для подвода дуги к рабочей области. Розжиг ее выполняется между соединяемыми зонами изделий, сближающихся при давлении сварочных стержней.

Способ используется для сопряжения тонких листовых изделий.

Под флюсом

Шовная линия покрывается флюсовым порошком. Защищающие газы выделяются в процессе плавления порошка под электродугой, закрывая околошовную область и сварную ванну.

Способ позволяет сваривать элементы толщиной до 5 мм при соединении в угол, при сопряжении внахлест – толщиной до 3 мм. Сварка выполняется очень быстро – со скорость до 50 м/ч.

Холодный

Холодная сварка используется в твердой фазе на обычном воздухе под высоким давлением. Сопряжение осуществляется внахлест. Изделия зажимаются специальными зажимами, после удаления которых происходит деформация титана. Таким образом детали соединяются.

Шовный роликовый

Применяются стержни в форме роликов, катящихся вдоль будущего шва и сжимающие соединяемые элементы. На линию подается мощные токовые импульсы. Проплавленные зоны перекрывают друг друга на 15%, образуя герметичный рубец.

Режимы конденсаторной стыковой сварки титановых труб

Конденсаторный способ сварки титановых труб подразумевает периодическую подачу мощных импульсов, а не постоянную. Защитные газы при этом не требуются. Соединяются трубы сечением до 23 мм с толщиной стенки не выше 1,5 мм.

Ручной процесс

Электроды

При ручной сварке используются вольфрамовые стержни, заточенные под углом 35-40°. При интенсивном применении стержень требуется периодически подтачивать.

[stextbox id=’info’]Чем на больший угол сточен электрод, тем больше глубина проплавки.[/stextbox]

Проволока

Проволока используется только из соответствующего сплава титана. Предварительно она прокалятся под вакуумом для удаления водорода и обязательно защищается от окисления. Такая проволока должна храниться в закрытой тубе не более 5 суток.

Для сварки изделий толщиной до 1,5 мм встык применение присадки необязательно.

Горелка

Горелка применятся со специальными приспособлениями, уберегающими титан от азотирования и окисления. По ГОСТ область соединения должна защищаться от воздействия атмосферного воздуха.

Особенности технологии

Должны обеспечиваться беспрерывное поступление присадки и постоянная скорость перемещения электрода, точность движений.

[stextbox id=’alert’]Скорость расхода аргона – 5-8 л/мин, на изнаночной стороне рубца – 2 л/мин.[/stextbox]

При соединении труб необходима герметизация их концов, инертный газ поступает от насоса.

Перед тем как сварить титан в домашних условиях, следует знать, что трубы невозможно соединить качественно, за исключением применения конденсаторной сварки. Их можно сопрягать и без инертного газа, параметр зарядного напряжения должен составлять 850-2100 В.

Сварка титана и его сплавов со стальными заготовками – особенности процесса

Сваривание стали с титаном позволяет снизить массу получаемых изделий. Но высокопрочных соединений добиться с помощью полуавтомата невозможно. Проблемы также могут возникнуть и при сопряжении титана с нержавейкой полуавтоматической сваркой.

Применяются следующие методы:

  • сваривание взрывом;
  • диффузионный способ;
  • клинопрессовое сваривание труб;
  • ультразвуковой;
  • контактный.

Контроль качества

Контроль качества можно выполнить визуально. Шов должен быть серебристого цвета и без трещин. Желтоваты рубец свидетельствует о среднем качестве, но приемлемом.

Любые иные оттенки говорят о нарушении технологии и содержании в материале рубца посторонних примесей. Такие соединения не обладают достаточной прочностью.

Возможные дефекты

Самым распространенным дефектом является пористость рубца, появляющаяся при поглощении расплавленным металлом воздушных пузырьков.

Чтобы минимизировать пористость следует:

  • тщательно подготовить поверхности – зачистить их и обезжирить;
  • обеспечить требуемый уровень защиты сварной зоны и ванны.

[stextbox id=’info’]Сергей Иванов, сварщик, стаж работы – 15 лет: «Несмотря на сложность процесса, сварка титана достаточно распространена. Выполнить ее в домашних условиях сложно, но возможно. Для этого следует неукоснительно соблюдать технологию и тщательно подбирать присадочные материалы».[/stextbox]

Сварка титана | Сварка | Технология сварки

Нажмите на изображение, чтобы увеличитьШон Рельеа

Знайте, в чем заключаются трудности, и готовьтесь к ним

 

Титан

имеет самое высокое отношение прочности к весу среди всех металлов и достаточно устойчив к коррозии. Таким образом, он часто используется для увеличения срока службы деталей, работающих в тяжелых условиях. Легкие титановые сплавы используются во многих отраслях промышленности, включая медицину для протезирования и аэрокосмическую промышленность для реактивных двигателей и космических кораблей.Несмотря на то, что титан очень полезен, он имеет репутацию трудно поддающегося сварке. Как и в случае любого сварочного процесса, если вы знаете, в чем заключается трудность, вы можете подготовиться к ней и преодолеть ее. Эти советы помогут вам добиться успеха при сварке титана.

Выберите процесс
Титан можно сваривать несколькими способами дуговой сварки. Одним из наиболее распространенных процессов соединения титана является дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Как GTAW, так и плазменно-дуговая сварка (PAW) обеспечивают очень высокое качество сварных швов, но требуют от сварщика более высокого уровня навыков.Некоторые источники питания могут использоваться как в режимах GTAW, так и в режимах PAW, что дает много возможностей для сварки титана в цехах. Если в вашем приложении требуется дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), вам потребуется источник питания с импульсным режимом. GMAW обеспечивает высокое качество сварки, универсальность и повышенную производительность, поскольку он быстрее, чем GTAW и PAW. Лазерная гибридная дуговая сварка (LHAW) обеспечивает чрезвычайно высокую скорость сварки, но она ограничена автоматизацией, а подгонка детали должна быть точной. В зависимости от вашего приложения доступны различные параметры процесса.Однако, если ваше приложение требует присадочного металла, используйте только титан, иначе ваш сварной шов станет хрупким и треснет еще до того, как он полностью остынет.

Щелкните изображение, чтобы увеличить Защитите сварной шов
После того, как вы определились со своим процессом, определитесь с защитным газом. Защитный газ особенно важен при сварке титана, поскольку в горячем состоянии титан поглощает атмосферные газы, такие как азот, кислород и водород. Это поглощение приводит к тому, что сварной шов становится хрупким и трескается.Защитите дугу инертным газом, таким как аргон высокой чистоты (чистота 99,999 %), или смесью аргона и гелия, чтобы предотвратить загрязнение. Поскольку область сварки должна быть защищена до тех пор, пока сварка не остынет ниже 500 ° F, необходим задний экран. Учитывайте все поверхности свариваемой детали. Если область становится красной, она должна быть экранирована. В некоторых случаях сварки необходимо использовать продувочный газ, например, для защиты корня в стыковом соединении или для защиты обратной стороны углового соединения. В зависимости от сложности детали лучше сваривать внутри перчаточного ящика, чтобы защитить все нагретые участки.

Очистите материалы и не прикасайтесь к ним
Теперь вы готовы подготовить детали. В отличие от некоторых других металлов, титан особенно устойчив к загрязнению. Перед сваркой исходные материалы должны быть очищены не содержащим хлора растворителем не менее чем на дюйм вокруг сварного шва. После очистки важно не прикасаться к области голой кожей. Масла с вашей кожи вызовут загрязнение сварного шва и его пористость. Обычная процедура предварительной сварки включает следующие 6 шагов:

1.Удалите заусенцы с зоны сварки с помощью вращающегося или волочильного напильника
2. Проволочная щетка со специальной щеткой из нержавеющей стали
3. Очистка растворителем
4. Прихватка и
5. Снова проволочная щетка
6. Еще раз очистка растворителем, и вы готовы к сварке

Что следует помнить
Сварка титана может быть непростой задачей. Просто запомните 3 самых важных момента, чтобы стать успешным сварщиком титана.
Если необходим наполнитель, используйте титан только с титаном.
Если он нагревается настолько, что становится красным, его необходимо экранировать.
Если он не был чистым, он не пройдет.
Удачной сварки. S МТ

Шон Рельеа (Shaun Relyea) — менеджер по технической поддержке компании Fronius USA, Брайтон, Массачусетс.

 

Технология сварки титана

Метод сварки титана становится все более предпочтительным и широко применяется благодаря эстетическим достоинствам, а также качеству сварки.

При сварке титановых сплавов на сварной шов большое влияние оказывает состояние поверхности сварного шва и заполняющего металла.Изделия после термической обработки образуют оксидные и нитридные мембраны, которые необходимо очищать механической обработкой, пескоструйной очисткой, баллонированием или химическим отбеливанием.

Для сварки титана и его сплавов чаще всего применяют вольфрамовые и газозащитные электроды.

 

 

В процессе сварки титана, титановых сплавов или других термостойких металлов следует обращать внимание на пределы прочности при сварке, чтобы ограничить перегрев и зоны, чувствительные к нагреву.Для сварки титана неплавящимся электродом сила сварки не превышает 300А. Эта линия может сваривать линии из легированного листа без фаски толщиной до 3 мм. При большой толщине сварного шва скошенные кромки имеют угол раскрытия от 70 до 90 градусов. Зазор краев составляет примерно 1,5-2 мм. Это касается метода многослойной сварки и заливки. В случаях, когда толщина большая от 20 до 25 мм, скошенная П-образная форма должна быть скошена.

 

В процессе сварки руки не должны колебаться во избежание защиты от непрерывного газа.В частности, короткая дуга и угол наклона электрода составляют около 90 градусов. Сварочная проволока подается непрерывно во время сварки. Если сварщики останавливаются или заканчивают процесс сварки (даже если дуга выключена), подача газа должна продолжаться. Применение механизированной сварки даст сварному шву более стабильное качество, чем ручная сварка.

 

Влияние защитного газа на сварные швы можно наблюдать по внешней окраске. Белый серебристый припой соответствует хорошему качеству сварных швов.Желто-зеленый появляется из-за защиты от прерывания. И цвет соответствует плохой защите. Качество сварки также оценивается по твердости сварного шва. Сварные швы хорошо защищены, поэтому твердость не превышает твердость основного металла.

 

Электронные методы сварки

также используются для сварки титана, но они требуют высокого уровня оборудования и мастерства.

 

Сварка титана горячим расплавом с использованием высокодефектной технологии используется для производства важных конструкций в таких областях, как космос, самолеты, ракеты.

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 обсуждалось 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, скажем, после отключения в выходные дни, может быть признаком того, что это происходит.

Присадочную проволоку

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 считается очень незначительной проблемой, 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; 1 к 1.5-кратный диаметр 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.

Кроме того, к горелке 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 плавления, 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, так как 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.

Атмосферного загрязнения лучше всего избегать, используя сварочную камеру или бардачок, которые можно заполнить аргоном.Можно приобрести специальные перчаточные боксы, но несложно изготовить камеру соответствующего размера, используя уголок с прорезями , например, Dexion TM , чтобы сформировать каркас и покрыть его 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 Gene Mathers .

Сопутствующие вопросы технологии сварки титановых пластин

1.Загазованность при сварке титановых пластин
(1) Подготовить к сварке. Перед сваркой титановой пластины необходимо строго очистить поверхность сварного шва от попадания водорода, кислорода и азота.
(2) Перед сваркой необходимо выбрать точный расходомер аргона для контроля расхода газа. Как выбрать расход газа? В основном необходимо добиться хорошего эффекта защиты. Скорость потока газообразного аргона оказывает значительное влияние на защиту. Чрезмерная скорость потока не позволяет легко сформировать стабильный слой газового потока.Вместо этого в зоне защиты формируется турбулентный поток, в результате чего вредные газы погружаются в ванну расплава, вследствие чего на поверхности шва появляются сварочные микротрещины. Слишком слабый поток воздуха делает защиту на месте и не обеспечивает защитного эффекта. При недостаточном потоке аргона в вытяжке сварочный шов имеет другой цвет окисления.
(3) В процессе сварки необходимо усилить защиту от сварки. Во время сварки конец сварочной проволоки нельзя выводить за пределы зоны защиты от газа аргона; когда дуга гаснет и сварочный шов заканчивается, защита аргоном должна продолжаться до тех пор, пока сварочный шов и металл в зоне термического влияния не остынут до температуры ниже 100 ℃, прежде чем снимать сварочный пистолет.Относится к защите газа аргона в течение всего процесса сварки.

2. Трещины в сварном шве при сварке титановых пластин
При сварке титана возможность образования термических трещин в сварном соединении очень мала. Это связано с тем, что содержание примесей типа S, P, C в титане и титановых сплавах очень мало, а усадка титана и титановых сплавов при затвердевании невелика, поэтому в металле шва не будет термического растрескивания.
При сварке титановых пластин возможно появление холодных трещин в околошовных зонах.Эти трещины характерны через несколько часов и более после сварки. Как появилась эта трещина? В основном вызвано влиянием углерода и водорода и чрезмерно быстрой скоростью охлаждения. Способ предотвращения этого замедленного растрескивания заключается в основном в уменьшении источника водорода и углерода в сварном соединении. Основной метод — избежать загрязнения газа перед сваркой, см. информацию в 1;
С другой стороны, нам необходимо строго контролировать межслойную температуру при сварке. С целью обеспечения хорошего провара сварку следует выполнять с максимально возможной малой погонной энергией, т. е. степень плавления должна быть уменьшена.


Использование сварочной проволоки малого диаметра, низкий сварочный ток, технология узкого валика, быстрая сварка. Лучше всего контролировать скорость охлаждения на уровне около 100°C/с.
3. Пористость в сварном шве при сварке титановых пластин
Пористость – дефект, который легко получить при сварке титановых пластин. Основная причина – результат воздействия водорода. Поверхность пластины и сварочного материала грязная. Влага и жир на перчатках оператора, частицы песка и летящая пыль, измельченная угловой шлифовальной машиной, — все это источники водорода.Основной метод заключается в том, чтобы избежать многих проблем с загрязнением газа перед сваркой в ​​соответствии с информацией в 1.

Технические меры для предотвращения образования пор:
(1) Неоновый газ должен быть чистым, а чистота не должна быть ниже 99,99. %. Трубка воздухопровода должна быть армированной пластиковой трубкой, резиновую трубку использовать нельзя.
(2) Тщательно удалите окалину и другие органические вещества с поверхности сварного шва и поверхности сварочной проволоки.
(3) Примените хорошую газовую защиту к расплавленной ванне, контролируйте скорость потока и скорость потока газообразного аргона, предотвратите турбулентность и повлияйте на эффект защиты.
(4) Правильный выбор параметров процесса сварки, увеличение времени пребывания металла шва в сварочной ванне, удаление пузырьков воздуха и эффективное снижение пористости.
(5) Сварка с малым погонным теплом, предпочтительно импульсная аргонодуговая сварка, позволяет улучшить пластичность соединения, уменьшить перегрев и крупнозернистость, уменьшить деформацию, но также увеличить глубину проплавления и уменьшить возникновение пор.


4. Подготовка перед сваркой титановой пластины
Лучше всего отделить участок в месте сварки титана.Непрофессионалам вход воспрещен для защиты чистоты территории. Весь сварочный персонал должен носить чистую рабочую одежду, трикотажные перчатки или тонкие перчатки из овчины, а не хлопчатобумажные перчатки. При сварке в баке обувь должна быть закрыта бахилами. Убедитесь, что никакие возможные источники загрязнения не могут быть занесены извне.
Канавка титановой пластины и внутренняя и внешняя поверхности в пределах 50 мм с обеих сторон и поверхность сварочной проволоки должны быть очищены от масла, а оксидная пленка, заусенцы и поверхностные дефекты должны быть удалены механическими методами, такими как напильник проволочная щетка из аустенитной нержавеющей стали и фреза.Инструмент для очистки должен быть предназначен и содержаться в чистоте; поверхность после механической очистки перед сваркой обезжирить бессернистым ацетоном или этанолом. Использование хлоридных растворителей, таких как трихлорэтилен и четыреххлористый углерод, строго запрещено, а хлопковые волокна не должны прикрепляться к поверхности рта на склоне. Согласно техническим требованиям, перед сваркой проводилось испытание среды сварки на «фенантрен», вокруг сварного шва – испытание на загрязнение «ионами железа», а сварка проводилась после прохождения испытания.
Разница в качестве очистки напрямую влияет на образование сварочных трещин. При неудовлетворительном качестве очистки на поверхности основного металла и сварочной проволоки образуется серо-белый геттерный слой, что приводит к образованию сварочных трещин и пор. Поэтому при очистке обратите внимание на следующее. Несколько моментов:
① Первое травление. Травильный раствор 2%~4%HF+30%~40%HN03+h30 (остаточный). Наконец, промойте чистой водой и высушите феном, перед сваркой протрите ацетоном или спиртом.
② Обычно после травления сварочную проволоку необходимо дегидрировать, а затем перед сваркой обезжиривать ацетоном.
③ Обезжиривание оксидом строго запрещено.
④Не надевайте резиновые перчатки при очистке, чтобы избежать реакции резины и обезжиривающего растворителя, в результате чего в сварочном шве образуются отверстия для воздуха.
⑤ Сварное соединение после очистки
должно быть сварено немедленно и не должно находиться в течение длительного времени (как правило, не более 4 часов), в противном случае его необходимо повторно очистить в соответствии с предыдущими шагами.
Защитный кожух, используемый для сварки титана, очень важен. У квалифицированного сварщика нет хорошего защитного кожуха. Даже если шов будет красиво заварен, после сварки он окислится и обесцветится. Этот сварной шов все еще не соответствует требованиям и должен быть забракован.

5. Основа для выбора параметров процесса сварки
1) Если сварочный ток большой, сварка очень ровная, но зерна сварного шва толстые, качество плохое, а большое остаточное напряжение, вероятно, возникают вокруг сварного шва.Поэтому следует контролировать верхний предел сварочного тока. При определении тока углового шва накладки первый проход является самоплавящимся, а второй проход — с добавлением проволоки. Сварочный ток 130-140А.
2) Выбор напряжения дуги Напряжение дуги фактически определяет длину дуги. Обычно используемый аппарат для аргонно-дуговой сварки не имеет кнопки выбора напряжения. Дуга должна быть как можно короче, чтобы контролировать напряжение дуги в пределах 14-16 В.
3) Скорость сварки Теплопроводность титанового материала во время сварки очень плохая, и ток и скорость должны быть хорошо согласованы, иначе плавление будет плохим.После испытаний, когда сварочный ток составляет 130-140 А, более подходящей является скорость сварки 160-170 мм/мин.
4) Определение расхода аргона
Титан следует охлаждать в защитной атмосфере аргона в пределах 100 мм от зоны сварки за сварочной ванной (включая переднюю и заднюю часть сварного шва и зону термического влияния), иначе сварной шов окислится и обесцветится , что приведет к снижению производительности. После корректировки полевых испытаний окончательный определенный расход аргона составляет: сопло 10-11 л/мин, удерживающая крышка 12-13 л/мин, задняя сторона 3-5 л/мин.
5) При аргонодуговой сварке титановых пластин используется источник питания аргонодуговой сварки постоянного тока с пониженными внешними характеристиками и высокочастотным запуском дуги. Наконечник вольфрамового стержня должен быть отшлифован до конической формы, и используется плоская сварка с горизонтальным вращением. Сварочная горелка должна быть снабжена газом заранее, а при гашении дуги следует использовать устройство ослабления тока и устройство защиты от газовой задержки. Время задержки подачи газа должно быть не менее 15 секунд, чтобы предотвратить окисление или загрязнение сварного шва.

6. Сборка
Чтобы уменьшить сварочную деформацию, перед сваркой необходимо выполнить прихватку. Прихваточный шов должен использовать те же сварочные материалы и процесс сварки, что и формальная сварка, то есть сварочная проволока, параметры процесса сварки и условия газовой защиты должны быть такими же, как и для сварного соединения. Перед сваркой удалите оксидный слой, масляное пятно, влагу, ржавчину и т. Д. На поверхности сварочной проволоки и сварочной канавки и с обеих сторон, и сварка должна выполняться квалифицированным сварщиком.Позиционная сварка приваривается к основному шву, длина шва должна быть 10-15 мм, расстояние 100-150 мм, а высота не должна превышать 1/3 толщины стенки. Зазор составляет 0-1 мм, а тупая кромка — 0-1,0 мм.
Сварные швы не должны иметь дефектов в виде трещин, пор, шлаковых включений и обесцвечивания вследствие окисления и должны своевременно устраняться при обнаружении дефектов.

Знаний о сварке еще много. Если вы заинтересованы в сварке титановых пластин или титановых труб, свяжитесь с нами в любое время и с нетерпением ждем возможности обсудить дополнительные знания.

Титан TiG — электроды и сплавы

Посмотреть техническое описание продукта
Посмотреть паспорт безопасности продукта

МЕЖДУНАРОДНЫЕ КЛАССИФИКАТЫ

 

AWS/ASME A5.16 ERTi-2                      

EN ISO: 24034: S Ti 0120 (Ti99.6)

DIN 1737: SG Ti 2

 

6213 — это присадочный металл TIG, используемый для сварки коммерческих сплавов чистого титана, которые обычно используются в приложениях, требующих высокой термостойкости и устойчивости к химическим реагентам.Несмотря на то, что существует четыре сорта коммерческих чистых титановых присадочных металлов, C.P. Марка 2 (ERTi-2) является наиболее популярной из-за хорошего баланса прочности, формуемости и свариваемости. Чаще всего ERTi-2 применяется в авиационной промышленности, где очень важны соотношение прочности на растяжение и веса. Другие области применения включают криогенные и нефтехимические применения, такие как теплообменники для химических процессов, сосуды под давлением и системы трубопроводов, системы отбеливания целлюлозы, резервуары для хранения электрохимических и химических веществ.

 

Анализ всего металла сварного шва (типовой вес, %)

 

С О Н Х Фе Ти
0,008 0,08 0,009 0,002 0,028 Бал.

 

Типичные механические свойства

Неразбавленный наплавленный металл           Максимальное значение До:

Прочность на растяжение                    50 000 фунтов на квадратный дюйм (245 МПа)

Предел текучести                       40 000 фунтов на квадратный дюйм (376 МПа)

Удлинение                            20%

 

Сварочный ток и инструкции

Рекомендуемый ток: DC- (следует использовать 100% аргон, чтобы свести к минимуму выгорание вольфрамового электрода)

Методы сварки:  Сварка титана требует предельной чистоты — основной металл, присадочный металл и среда сварки должны быть безупречными.Загрязнение натуральными маслами для тела, маслами, образующимися в процессе формовки и волочения, заводской пылью, краской, грязью, смазочно-охлаждающими жидкостями и смазочными материалами — все это может привести к охрупчиванию и разрушению сварного шва.

 

Рекомендуемые значения силы тока:

Диаметр
Дюймы (мм)
Вольт Ампер
1/16 (1,6) 16-20 100-185
3/32 (2,5) 11-17 150-250
1/8 (3.2) 11-19 200-375

 

советов по сварке титана — Блог Joe Electrode

Титан так же прочен, как сталь, весит почти вдвое меньше, и обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает его очень желательным и экономичным выбором для промышленности, особенно оборонной и аэрокосмической.

Плюсы сварки с 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 предпочтительны для морского применения из-за их отличной устойчивости к соленой воде.
  • Низкая теплопроводность и расширение.
  • Гораздо большая жесткость, чем у алюминия или магния.
  • Рабочая температура до 900ºF.
  • Самоуплотняющийся против многих агрессивных веществ (образует диоксид титана на своей поверхности).

Минусы сварки с титаном

  • Менее жесткая и более мягкая, чем сталь.
  • Плохая износостойкость.
  • Прочность на растяжение снижается с повышением температуры (низкий предел ползучести).
  • Воспламеняется в виде порошка в обычном воздухе.

Почему сварка титана может быть сложной задачей

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

Кроме того, хлор из вашего пота или чистящих составов может вызвать коррозию сварного шва. Таким образом, сварной шов и его тыльная сторона должны быть защищены от загрязнения для обеспечения качественного сварного шва. Даже трение от шлифовальных кругов (особенно кругов из оксида алюминия) может выделять достаточно тепла и выделять загрязняющие вещества, которые разрушают сварной шов.

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

Сварочные титановые наконечники

Поскольку загрязнение является основной проблемой, производство титана требует пристального внимания к чистоте самого металла и окружающей среды в цеху.Часто сварщики, работающие с титаном наряду с другими металлами, выделяют участок исключительно для изготовления титана. Для получения приемлемых результатов в этой зоне не должно быть сквозняков, влаги, пыли, жира и других загрязняющих веществ и факторов, способствующих загрязнению. Это означает, что механическая обработка, покраска, шлифовка, резка факелом и тому подобное не должны происходить в одной и той же области. В идеале, вы должны минимизировать влажность, чтобы поддерживать низкую точку росы.

Подготовка сварочных материалов

Пожалуй, самым важным фактором в получении качественных сварных швов из титана является правильная подготовка и уход за сварочными материалами.Удаление поверхностных загрязнений чрезвычайно важно. Полезные советы включают в себя:

Транспортировка и хранение материалов

• Храните детали в чистом и сухом месте, убедившись, что они обернуты и защищены от воздействия окружающей среды, когда они не используются. В том числе сварочная проволока.

• Даже чистые руки могут привести к загрязнению, поэтому при работе с материалами используйте чистые безворсовые перчатки. Избегайте резиновых перчаток, поскольку они могут содержать хлор. Вместо этого используйте пластиковые или хлопчатобумажные перчатки.

Материал и подготовка поверхности

• Поверхности соединения 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 загрязняющие вещества, попадающие в титан, ухудшают 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 другими металлами. После использования щетку промойте ее спиртом и храните в герметичном контейнере.

• Используйте твердосплавный напильник для удаления следов пригара, оставшихся после шлифовки или механической обработки.Не используйте стальной напильник, наждачную бумагу или стальную мочалку, которые могут оставить частицы в основном металле.

• Никогда не используйте чистящие растворители на основе хлора.

• Если вы используете метилэтилкетон (МЭК), ацетон или другой легковоспламеняющийся растворитель, убедитесь, что он полностью испарился до зажигания дуги.

• Тщательно очистите материалы перед сваркой. Очистка паром или погружение в разбавленный раствор гидроксида натрия могут удалить большинство ранее упомянутых загрязнений.Несмотря на это, вам все равно придется выполнить окончательную дезинфекцию, чтобы удалить любые остаточные загрязнения.

• Используйте фен для горячего воздуха, чтобы удалить любой, возможно невидимый, водяной конденсат непосредственно перед сваркой. Не используйте воздуходувку для легковоспламеняющихся растворителей.

• Чтобы ускорить процесс очистки, мы рекомендуем EZ Wipes, которые представляют собой безворсовые тканевые салфетки, хранящиеся в удобной магазинной упаковке. Одна сторона салфетки слегка абразивная для удаления застрявших загрязнений, а другая сторона гладкая для окончательной обработки.Салфетки не содержат ацетона, безопасны, просты в использовании и выбрасываются в обычный мусор без специальной обработки.

• Очистите титан с легкими оксидными отложениями кислотным травлением. Обычный раствор для травления состоит из 48% плавиковой кислоты и 70% азотной кислоты. Свариваемые металлы травят от 1 до 20 минут при температуре ванны от 80 до 160°F. После травления промойте детали горячей водой. При более сильном образовании накипи может потребоваться механическое удаление перед травлением или более радикальное высокотемпературное травление.

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

Шлифование

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

• При шлифовке делайте это медленно и осторожно, чтобы снизить температуру титана. При температурах выше 500oF может произойти образование накипи. Помните, что у титана низкая теплопроводность, поэтому тепло не рассеивается так быстро, как с другими металлами.

Сварка

Как только начинается сварка, сам воздух становится загрязнителем расплавленного титана.Кислородное загрязнение является чрезвычайно распространенной причиной некачественных сварных швов. Не только сам сварной шов, но и ЗТВ и корневая сторона шва должны быть защищены от воздуха, когда их температура поднимается выше 800°F. Обычно чистый аргон является предпочтительным защитным газом. Иногда вы увидите смесь аргона с гелием. Для некоторых высокопроизводительных приложений используется криогенный (жидкий) аргон. Вот несколько советов по сварке:

Качество газа

Всегда покупайте газ у надежного поставщика. Аргон должен быть 99.999 % чистоты, чтобы гарантировать, что сварной шов не обесцвечивается из-за загрязнения. Это 10 частей на миллион или меньше загрязнения. Идеальный титановый сварной шов выглядит как замерзшая ртуть и практически не имеет окраски. Любой синий оттенок или пятнистость часто означает, что аргон был недостаточно чистым.

Утечки и загрязнения, связанные со сваркой

• Убедитесь, что все провода, фитинги и шланги подачи проверены на герметичность, чтобы убедиться в отсутствии загрязнения кислородом. Обязательно проверьте изолятор горелки и уплотнительные кольца на предмет правильной посадки и герметичности.

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

• Зажимы и крепления вблизи титана при температуре свыше 750°F могут загрязнить сварной шов.

Газовый щит

• Вероятно, самым большим отличием при сварке титана является абсолютное требование поддерживать защитный экран на обратной стороне сварного шва на более тонких материалах, где обратная сторона подвергается воздействию тепла. Для сложных мелких деталей часто желательно использовать бардачок, заполненный аргоном. Для более крупных деталей используйте специальные полиэтиленовые продувочные газовые камеры (перчаточные мешки).Arc-Zone.com продает различные модели для различных применений, в том числе раскладные модели, подходящие для различных размеров труб.

• Arc-Zone предлагает широкий ассортимент продукции для защиты от продувочного газа, включая продувочные перегородки, камеры, пленки и заглушки.

• Используйте кислородный датчик или монитор, чтобы убедиться в эффективности защиты от продувочного газа. Arc-Zone.com предлагает множество моделей от недорогих ручных до прецизионных, которые обнаруживают кислород до одной части на миллион.

• Используйте качественный задний экран, прикрепленный к задней стороне горелки TIG, для обеспечения дополнительного экрана и защиты расплавленной сварочной ванны.Как правило, висячие экраны требуют вторичного источника газа и часто изготавливаются на заказ для конкретной горелки и применения; однако готовые тщательно спроектированные устройства дают более стабильные результаты. Arc-Zone продает полную линейку качественных защитных ограждений и других устройств. Материалы для горелок TIG – вот в чем разница.

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

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

• Мы предлагаем недорогую, высококачественную альтернативу шлейфовым чашкам и другим устройствам для продувочной сварки под названием Gas Saver Kit, который имеет сопло Pyrex диаметром 1 1/8 дюйма. Он обеспечивает максимальное покрытие газом, идеально подходит для создания инертной атмосферы с улучшенным потоком газа для минимизации турбулентности.

• Чтобы обеспечить равномерное покрытие, запустите подачу аргона на несколько секунд перед сваркой.

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

Обесцвечивание

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

• Обесцвечивание титана не всегда является проблемой. Это указывает на то, что может быть проблема. Изменение цвета происходит в последовательности: соломенный, коричневый, пурпурный, синий, тусклый лососево-розовый и серый (с хлопьями оксида).Каждый шаг является более серьезным и, вероятно, указывает на проблему загрязнения. Сварочные нормы часто ограничивают обесцвечивание сварного шва до соломенного цвета. Некоторые допускают небольшое синее обесцвечивание в определенных приложениях. На сваренной стороне допускается светло-соломенная и даже коричневая окраска.

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

Вольфрамовые электроды

• Для обеспечения качественного сварного шва выбор вольфрамовых электродов особенно важен при сварке титана.Всегда покупайте вольфрам у надежного поставщика, чтобы гарантировать качество, и измельчайте вольфрам на специальном шлифовальном станке для вольфрама вдали от чистой сварочной среды.

• Торированный вольфрам часто рекомендуется для TIG-сварки титана; однако он радиоактивен и вызывает проблемы со здоровьем. 2% цериевого или 1,5% лантанированного вольфрама являются хорошими нерадиоактивными альтернативами. Первый является более старой альтернативой и используется только для сварки постоянным током с меньшей силой тока. Последний имеет очень похожие свойства на торированный вольфрам, и на самом деле его немного легче запустить и поддерживать стабильность.Кроме того, он даже служит немного дольше, потому что его кончик остается немного холоднее. Несмотря на эти качества, в некоторых спецификациях по-прежнему используется торированный вольфрам. Поэтому Arc-Zone.com предлагает его и полный ассортимент электродов для наилучшего обслуживания наших клиентов.

• Arc-Zone рекомендует нерадиоактивный гибридный вольфрамовый электрод ArcTime, в состав которого входят самые современные сплавы, обеспечивающие сбалансированную скорость миграции и испарения, а также выдающиеся характеристики воспламенения и повторного воспламенения.

Здесь вы можете загрузить полное руководство по сварке титана

О Arc-Zone.com

Джим Ватсон

Джим — генеральный директор и основатель Arc-Zone.com. Он мастер-изготовитель с многолетним практическим опытом работы в собственной мастерской, а также в качестве победителя мотогонок, автомобилестроителя и главного механика в ведущей автоспортивной команде. Он также имеет большой опыт в производстве, технических продажах и разработке продуктов. До запуска Arc-Zone.com он занимал руководящие должности в самых уважаемых компаниях сварочной отрасли.

Дуговая зона

Под руководством Джима компания Arc-Zone.com стала лидером отрасли в области инновационных продуктов, онлайн-продаж и обслуживания, став ведущим мировым поставщиком высококачественных, высокопроизводительных сварочных и металлообрабатывающих инструментов и принадлежностей.

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) [email protected]ком

Изображение сварки титана

Как сварить титан

Как упоминалось ранее, сварка титана не является невыполнимой задачей при соблюдении правильных процедур. Ниже приведены основные шаги, которые необходимо соблюдать при подготовке к сварке блестящего титана с высокой отражающей способностью.

Тщательно очистите поверхность

Золотое правило надлежащей сварки заключается в том, чтобы надлежащим образом подготовить поверхности для сварки перед началом ваших проектов. 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

  • Очистите поверхность
  • Очистить рабочее пространство
  • Очистите наполнительный стержень

Неправильная очистка любой из вышеперечисленных поверхностей может привести к загрязнению обрабатываемой детали. Однако для надлежащей очистки поверхности мы рекомендуем использовать специальные химические очистители для титана. На рабочей поверхности можно использовать разбавленный гидроксид натрия, а также пароочиститель, чтобы избавиться от всех загрязнений.

Наконец, приступите к удалению влаги с помощью обдува горячим воздухом. Обратите внимание, однако; Вы никогда не должны использовать фен рядом или рядом с химическим растворителем, который легко воспламеняется. Для очистки поверхности и подготовки к сварке лучше использовать негорючие химические очистители.

Далее нужно очистить оборудование, которое вы хотите использовать, и убедиться, что вы его высушили. Еще один момент, который следует отметить, титан и хлор плохо сочетаются друг с другом. Поэтому обязательно проверяйте состав химических чистящих средств, чтобы убедиться, что хлор не входит в их состав.

Вы будете потрясены, узнав, что хлор присутствует и в резиновых перчатках; следовательно, мы рекомендуем использовать хлопчатобумажные или пластиковые перчатки.

Выберите защитный газ

Если вы хотите получить прочный сварной шов в качестве конечного продукта, вам необходимо использовать правильный защитный газ. Это связано с тем, что титан очень вступает в реакцию с грязью, маслом, влагой, другими металлами и даже воздухом. Большинство опытных сварщиков используют чистый аргон в качестве защитного газа. Но есть предостережение; 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 надежного поставщика. Здесь мало места для ошибки, так как даже слегка загрязненный аргон может привести к обесцвечиванию, что приведет к разрушению сварного шва. Неполное покрытие и нечистый газ также могут привести к пятнистости и синему оттенку.

Из-за его высокой чувствительности очень важно защитить переднюю и заднюю части титана от атмосферы во время сварки. Любые области, склонные к нагреву, определенно 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 наполните их нужным количеством защитного газа.

Ниже приведены три шага, которые вы должны выполнить, чтобы обеспечить требуемый уровень защиты защитным газом . Для получения дополнительной информации о сварочных газах A rgon tank используйте [Прочитайте наш обзор A.] [Прочитайте наш обзор B.]

Первичный экран

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

Вторичный экран

Висячие щитки играют важнейшую роль в защите зон, подверженных тепловому воздействию, и в предотвращении их загрязнения. В большинстве случаев висячие щитки обычно располагаются в задней части сварочных горелок.

Резервное экранирование

Резервные экраны выполняют ту же роль, что и задние экраны.Они либо приклеиваются лентой, либо удерживаются на месте в зависимости от предпочтений, поскольку они редко поставляются предварительно установленными на сварочной горелке.

Выбор подходящего присадочного металла

Выбор присадочного материала, который идеально подходит для сварки титана и его сплавов, имеет решающее значение для успеха сварки. Вы должны стремиться выбрать присадочную проволоку, свойства которой аналогичны основному материалу.

Выбор проволоки, уровень прочности которой ниже предпочитаемого вами основного металла, также идеален.Золотое правило заключается в выборе сварочной проволоки в зависимости от комбинации и свойств соединения, над которым вы работаете. Вам для повышения общей пластичности соединения:

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.