Сварка титана: особенности технологии

2 декабря 2020

Титан – это уникальный металл, соединяющий в себе такие свойства, как легкость, прочность и устойчивость к коррозиям, а помимо этого отлично воспринимается человеческими тканями.

Титан – это уникальный металл, соединяющий в себе такие свойства, как легкость, прочность и устойчивость к коррозиям, а помимо этого отлично воспринимается человеческими тканями. И з данного материала производятся запчасти для различной техники, а также протезы. Однако термообработка титана вызывает определенные неудобства. Поэтому специалисты создали особые методы сварки для работы с ним.
Особенности
Титан отличается некоторыми характеристиками, обуславливающими сложности при работе с ним. Например:
• Низкой теплопроводностью
• Опасностью возгорания при особых условиях
• Возникновением процессов окисления под воздействием СО2
• Формированием нитритных соединений при прямом контакте с азотом, или нагревании до 600 градусов
• Изменением структуры при достижении температуры более 850 градусов
Исходя из этого можно сделать вывод, что нагревание свыше 400 градусов недопустимо для титана и его сплавов. При достижении этой отметки у него меняется физико-химическая активность, происходит реакция с содержимым окружающей среды, что влечет за собой ухудшение качества сварочного шва. В это время происходит формирование различных соединений, которые негативно влияют на прочность.
Способы сварки титана
Для проведения работ в основном применяется холодный способ, либо техника дугового флюса или плазменно-дуговая техника. Самой популярной в настоящее время считается сварка титана с использованием аргона, суть которой заключается в создании изолированной аргоновой среды для плавки. При работе с большими деталями применяют также электрошлаковую сварку.
Способ сварки выбирается в зависимости от характеристик сплава. Во время работы используются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Перед началом процесса они затачиваются под углом 30-40 градусов. Предпочтение в использовании отдается изделиям, в состав которых входит оксид лантана, так как их несущая способность превосходит способность вольфрамовых изделий. Такая особенность гарантирует меньшую загрязненность шва, а соответственно его чистоту и прочность.
При любой сварке необходимо использовать присадку, представляющую собой проволоку из специального химического состава. Её отжигают под вакуумом для полного испарения водорода, часто содержащегося в сплаве. Хранение данной проволоки возможно только в течение 5 дней в герметичном сосуде. При сварке металла тоньше 1,5 мм в её использовании нет необходимости, поскольку и без неё шов будет достаточно крепким.
Технология сварки
Для того, чтобы получить качественный и прочный шов необходимо провести тщательную подготовку поверхности. Для этого необходимо:
1. Удалить оксидную пленку. Части будущего изделия очищаются от грязи, обезжириваются. Все действия необходимо производить в защитных перчатках и кузнечном фартуке, в противном случае можно только увеличить количество загрязнений.
2. Смазать все части специальной протравкой
3. Отшлифовать покрытия наждачной бумагой и металлическими щетками для устранения трещин
4. Можно приступать к сварке титановых сплавов
Во время работы необходимо выдерживать стабильную скорость движения электронов, благодаря чему будет гарантироваться непрерывность подачи присадки. В этот промежуток стоит ориентироваться на скорость электродов, равную 2-2,5 мм в секунду. Также особое внимание необходимо обратить на точность движений и минимизировать уходы электродов в сторону и возможные колебания. Во время самой сварки, и в течение минуты после прекращения работы горелки необходимо и дальше подавать защитный газ, пока температура нагревания шва не понизится менее 400 гр.
Для того, чтобы сварить титановые трубы, нужно загерметизировать их края при помощи инертного газа. Полученный шов должен иметь серебристый оттенок. Если же цвет шва какого-то другого цвета, это говорит о том, что была нарушена технология и необходимо начинать всё заново.
Если же специального сварочного аппарата в доступе не имеется, то сварить изделия из титана или титанового сплава совершенно невозможно.