Как и какво да готвя титан? Титанова заварка: технология и характеристики

Титановите части и конструкции често намират приложение в силно специализирани области, включително в авиационното строителство и космическата индустрия. Такова високо доверие в метала се дължи на уникалната комбинация от характеристики. С малка специфична маса, той притежава висока якост, антикорозионни и защитни свойства от химически въздействия. И това не са всички качества, които характеризират титан. Заваряването титан по същите причини става предизвикателство не само за начинаещия майстор, но и за професионалистите.

Характеристики на заваръчния материал

Физическите и химичните свойства на титана ограничават използването на някои високотехнологични методи на заваряване, което принуждава майсторите да променят подходящи, но първоначално по-малко ефективни методи. Основната трудност при използването на най-често използваните методи на заваряване е в повишената температура на нагряване на този метал. По-специално е възможна ефективна работа с топлинни ефекти от порядъка на 1500-1700 ° С. При ниво от 500 ° C, заготовките най-често запазват основните якостни свойства. Технологичните особености на заваряването от титан се определят и от негативни фактори, влияещи върху конструкцията от страна на атмосферния въздух. В нормално състояние този фактор няма значение, но в условия на температура над 400 ° C, горещите зони ще изискват допълнителна защита. И това не е да се спомене основната изолация на самата заваръчна вана. Когато температурата се повиши, възникват трудности от различен вид. По този начин, при достигане на 900 ° С, настъпва увеличаване на зърната и образуването на големи пори, което допълнително влияе на якостните свойства на детайла.

Обща информация за методите на заваряване

Основните методи за заваряване на титан могат да бъдат наречени ръчни и автоматични методи. Що се отнася до оптималните среди, хелий и аргон се считат за най-ефективни. Важно е обаче да се има предвид, че в първия случай в средата трябва да се включи поток от кислород. Заваряването на електрошлакове също е често срещано явление. Обикновено се използва в детайли с дебели заготовки, които освен това изискват високо термично закаляване. При правилна организация контактната заварка също осигурява добър резултат. Този процес изисква, по-специално, газо-балансирано устройство. Ако се прилага в работата на облицовка, тогава ще се осигури висококачествено заваряване на титана. Технологията на топене, например, предполага организирането на специална защита на задната част на детайла с помощта на аргонови газове. От своя страна, облицовката може да осигури на тази страна допълнителна защита в условия на високо температурно натоварване, опасностите от които са споменати по-горе.

Подготовка на метал за заваръчни работи

Преди операцията титанът трябва да бъде подготвен правилно. В този етап се обработват ръбовете на елементите за заготовка, създава се защита на противоположните страни (с помощта на същите накладки), както и отстраняване на аддитивната лента. В допълнение, цялостно почистване на външния слой на детайла. По време на заваряване частиците му могат да проникнат в структурата на шева, поради което ще стане крехка и неподходяща за работа в отговорни механични конструкции. В случаите на обработка на дебели части от 5 см е необходимо рязане на ръбовете, при което ъгълът на рязане трябва да бъде 60 °. Ако планирате да заварите титан и неговите сплави, които преди това бяха подложени на плазмено или газово рязане, тогава ще трябва да почистите повърхностите на шевовете с отстраняването на слоя с дебелина 3-4 мм. Универсална мярка за крайната подготовка преди работа ще бъде отстраняването на външно замърсяване, маслени филми и оксиди. За тази процедура се използват финозърнести абразиви, пили и обезмасляване с разтворители. След това останалите маркировки за отстраняване се отстраняват със суха кърпа.

Ръчна дъгова заварка

В този процес волфрамов електрод с захранване с постоянен ток. Зоната около шева, коренът на шева и проксималните зони, засегнати от топлината, са изложени на защита. Изолацията се осигурява от козирки, дюзи и термоустойчиви порести материали, в които се подава газ. Подплата е желателно да се използва мед или стомана. Ако тръбата се обработва, газът се продухва директно в цевта. Що се отнася до оптималния режим, за ток с електрод от 2 mm може да бъде около 90 A. Това е първоначалното ниво за работа с заготовки с дебелина 4-5 mm. Специфичните стойности могат да се различават в зависимост от това как се добавя титанът. Заваряването на титан се извършва на къса дъга без колебателни манипулации. Електродът се накланя срещу посоката на движението си, т.е. Не завършвайте внезапно операцията. За да се предотврати образуването на оксиди, всички защитни устройства остават в оригиналните си места дори след изключване на електродите.

Автоматично заваряване

Работата също използва волфрамов електрод. Ако се използва електрод, който не се консумира, свързаният ток трябва да има полярност по посока. Оптималният размер на изхода на горелката е 14-15 мм. Техниката на изпълнение като цяло съответства на ръчния метод, но е важно да се има предвид, че поради повишената активност на този метал, операциите по запалване и затихване при работа с горелка трябва да се извършат далеч от заваръчния шев. Автоматичното заваряване на титан с аргон след закаляване трябва да осигури доставка на газ за още 1 минута.

Електропластично заваряване

По-малко популярен метод, но може да бъде по-ефективен при работа с отделни сплави. Например, при заваряване допирани 5% титан с алуминий и калай добавки. Като източник на захранване се използва трифазен трансформатор, който показва високи натоварвания по време на работа. Достатъчно е да се отбележи силата на тока при заваряване на дебели изковки - средно 1500-1600 А. Освен това, ходът на операцията зависи от това какъв електрод се топи титан. Заваряването на титан с плосък електрод с размери 12х60 mm осигурява оптимално качество на заварката, което според неговите характеристики съответства на основната структура на детайла. При обработката на пресованите части често се използват същите електроди, но с диаметър 8 мм. Това решение може да изглежда оправдано с оглед на неизискващия характер на металната конструкция, но якостните свойства на шева ще бъдат намалени - средно 85% от непокътнатата структура.

Устойчивост на заваряване

В този случай, много зависи от скоростта на работа. Практиката показва, че за големи детайли например е за предпочитане режим от 2 mm / s. Увеличаването на тази стойност ще намали здравината на детайла и ще намали положителната функция на защитния газ. Ако се извърши по-дълбока механична обработка на повърхността на детайла, може да се получи добър резултат. Благодарение на отстраняването на груба зърнеста шкурка заедно с лесно смилане, ще се осигури стабилно и равномерно заваряване на титан. Отзивите също така показват, че са постигнати добри резултати в резистентното заваряване при условия на балансирана утайка. Тя трябва да бъде избрана от следните изчисления: средно с 20% по-висока, отколкото при преработката на въглеродна стомана.

Характеристики на студено заваряване

Липсата на топлинни ефекти, в които всъщност има деструктивни процеси в структурата на титана, правят този метод почти съвършен, но тук има и някои нюанси. Студено заваряване произведени под високо налягане, което деформира кристалите на структурата, в резултат на преместването им и образуването на обща сплав. Директното заваряване се припокрива с помощта на специални затягащи механизми. Енергийните механични ефекти също отличават този метод, който изисква по-високи финансови разходи. Има и друг недостатък, който се характеризира със студена заварка. Титан, в конструкцията на който има шевове, образувани от такова спояване, е по-малко надежден и може да се използва само в конструкции, които не предполагат високо физическо натоварване.

Възможни дефекти при заваряване

Един от най-сериозните дефекти е образуването на пори. Това са газообразни примеси в структурата на метала, в образуването на които е участвал водород. Този недостатък може да бъде отстранен чрез две условия - осъществяване на висококачествено цялостно почистване преди заваряване и осигуряване на ефективна защита на нагретия метал по време на обработката. Друг проблем може да бъде появата на оксиди, които се преместват от мястото на създаване на шева до цялата структура. Между другото, студено заваряване на титан напълно гарантира срещу този дефицит. Обратната връзка от самите потребители показва, че дългосрочната поддръжка на защитата на аргона газ спомага за предотвратяването на този дефект по време на топлинната обработка след приключване на процеса. Индикаторът за отстраняване на защитата ще бъде нормализирането на температурата на шва.

заключение

Ако сравните заваряването на титан с подобни операции върху други метали, ще откриете редица разлики. На първо място, те са свързани с организационния процес. Изпълнителят е длъжен да подготви правилно метала, както и да се погрижи за арматура, която ще предпази основния безшевен титан. Заваряването на титан е предмет на правилата топлинна обработка и изборът на оптимален режим за функцията на електрода е по-вероятно да осигури достоен резултат в якост. Всъщност, колко високо може да се оцени качеството на образувания шев по неговия оттенък по време на заваряване. Така сребърният цвят показва висока защита и следователно укрепва структурата на шева. Шевът с цвят на слама е по-малко издръжлив, но не е твърде късно да се коригира тази ситуация, като се коригира например доставката на газ. Фактът, че в хода на предоставяне на защита са допуснати сериозни грешки, ще кажат кафяв оттенък.