Сварка титана я его сплавов

Для того, чтобы надежно осуществить сварку титана надо защитить как зону сварки, так и обратную сторону шва от воздействия атмосферного воздуха. Для этого делаются удлиненные насадки с отверстиями и защитные козырьки, которые защитят зону сварки. Обратную сторону шва защитит медная или стальная подкладка, которая плотно прижимается к шву.

Каким будет качество сварных соединений — это зависит напрямую от проведенной подготовки кромок деталей и самой титановой проволоки. Оксидная пленка, образующаяся после горячей обработки, должна быть удалена механическим путем. Титан после этого должен быть протравлен в течении 5—10 мин в смеси солей с кислотами (50 г фторида натрия, 350 мл соляной кислоты и 650 мл воды) при температуре 60°С. Сварка осуществляется вольфрамовым электродом при постоянном источнике тока.

Сварку ведут без колебательных движений горелки, на короткой дуге углом вперед. Угол между электродом и присадочным материалом поддерживают в пределах 90°, подачу присадочной проволоки осуществляют непрерывно. После окончания сварки или обрыва дуги аргон должен подаваться до тех пор пока металл не остынет примерно до 400°С.

При ручной дуговой сварке титана вольфрамовым электродом диаметром 1,5—2 мм и присадочной проволокой диаметром 2 мм сварочный ток составляет 90— 100А для металла толщиной 2 мм. Если толщина металла доходит до 4 мм — величина сварочного тока будет равняться 120—140 А.

Наплавка твердыми сплавами

Цель наплавки — упрочнение и восстановление деталей (оборудования) посредством нанесения на поверхность покрытий, обладающих высокой износостойкостью (кислотостойкостью, термостойкостью). В этом разделе речь пойдет о нанесении защитного покрытия именно с помощью сварки.

Процесс наплавки является основой и для изготовления биметаллических изделий. В зависимости от того, какая форма изделия, какие берутся исходные материалы, какие условия работы, наконец масса изделия, предполагают различные подходы в выборе технологии наплавки.

Если невозможна механизация процесса сварки (наплавки), то лучше всего остановиться на наплавке покрытыми электродами. Глубина прославления основного металла должна быть минимальной. Это достигается путем наклона электрода в сторону, обратную ходу наплавки. Диаметр электрода должен быть в пределах 2— 6 мм. Ток постоянный, обратной полярности (на электроде плюс). Сила тока — от 80 до 300 А. Наплавка требует определенных навыков в работе. Надо при минимальном токе и напряжении, чтобы не увеличивать долю основного металла в наплавленном, оплавить оба компонента. Состав металла будет определять тип электрода, а толщина и форма — диаметр электрода. В предлагаемой ниже таблице даны основные типы и марки покрытых электродов для наплавки.

Напряжение дуги определяет форму наплавленного валика; при его повышении увеличивается ширина и уменьшается высота валика, возрастает длина дуги и окисляемость легирующих примесей, особенно углерода. В связи с этим стремятся к минимальному напряжению, которое должно согласовываться с током дуги. Обычно наплавку ведут при напряжении дуга 28—32В и силе тока 300—450 А электродной проволокой диаметром 3—4 мм.

Техника наплавки предусматривает различные приемы ведения работ при наплаве тел вращения, плоских поверхностей и деталей сложной формы. Цель их одна — получение качественного наплавленного слоя заданных свойств и минимальная деформация изделия.

При наплавке тел вращения это достигается ведением непрерывного процесса по винтовой линии с перекрытием последующим валиком предыдущего. Плоские детали целесообразно наплавлять электродными лентами с минимальным проплавлением основного металла.

Применяемые в качестве наплавочных материалов хромоникелевые аустенитные стали обладают высокими антикоррозионными свойствами. Если в эту сталь добавить марганец, возрастет ее вязкость, что важно для процесса наплавки.

Когда хромоникелевые аустенитные стали используются для наплавки, то использовать надо покрытые

Хромистые стали, обладающие высокими стойкостью к коррозии и прочностью при повышенных температурах, применяют для наплавки уплотнительных поверхностей задвижек для пара и воды, плунжеров гидропрессов, штампов и других деталей. Наплавку производят самозащитной порошковой проволокой ПП-АШ06, наплавочной проволокой Нп-30Х13 и Ып-40Х13, сварочной проволокой Св-10Х17Т, порошковой проволокой ПП-АШОЗ и ХШ-АН104.

Наплавку хромистых сталей надо вести очень короткой дугой. Рекомендуемое при этом напряжение — 24— 26 В. В случае с хромистыми сталями — предварительный подогрев до температуры 200—250°С.

Для наплавки применяются также хромомолибденовые и хромовольфрамовые стали, обладающие высокой стойкостью к термическому изнашиванию. Наплавка производится, порошковыми проволоками ПП-25Х5ФМС, ПП-ЗХ2В8 и ПП-АН132 спеченной лентой ЛС-5Х5ВЗФС, покрытыми электродами ВСН-6. Для предупреждения трещин наплавку ведут при температуре детали 350— 400°С с. последующим замедленным охлаждением.

Для наплавки применяются и высокохромистые чугуны, главным образом там, где требуется защита деталей от абразивного изнашивания. Наплавки осуществляются покрытыми электродами, применяя порошковую проволоку ПП-АШ01 и ленту ПЛ-АН101.

Установки для ручной сварки

В заключение темы о ручной сварке металла необходимо дать информацию о существующих установках для облегчения и совершенствования процесса сварки.

Начнем с установки УПС-301У4, работающей на постоянном токе. Данная установка дает пульсирующую дугу и надежно обеспечивает процесс точечной сварки. В своем комплекте установка имеет горелку, блок поджигания с возбудителем дуги, сварочный выпрямитель с тиристорным регулированием сварочного тока, дистанционный регулятор сварочного тока. Установка оснащена газовой аппаратурой (ротаметрами и клапанами).

На базе установки УДГ-301 выпускается универсальная установка УДГУ-301. Ее универсальность в том, что она может работать как на постоянном, так и на переменном токе.

Установка УДГ-201УХЛ4 тоже работает на постоянном токе прямой полярности. Предназначена для аргонодуговой сварки в непрерывном и импульсном режиме. При номинальном токе в 200А установка успешно сваривает титан, медь, никель (включая все сплавы на их основе).

Хорошие швы получаются и при сварке данной установкой коррозионностойких сталей.

Для сварки переменным током задействуются установки УДГ-301-1 и УДГ-500-1.

В перечисленных установках применяют горелки ЭЗР-4, ГР-10, ГР-6, ГСН-1. При сварке в монтажных условиях на токах до 150А применимы горелки с воздушным охлаждением — ЭЗР-3 и ЭЗР-5.

Считаем необходимым напомнить , что большинство металлов сваривают на постоянном токе прямой полярности (плюс на изделии). Переменным током сваривают алюминий, магний и бериллий.

При обратной полярности (плюс на электроде) возрастает напряжение дуги, повышается нагрев и расход электрода. Но обратная полярность имеет и свои плюсы — с поверхности свариваемого металла удаляются оксиды и загрязнения. Именно поэтому дуга обратной полярности эффективна при сварке металлов, имеющих прочные оксидные пленки.

Присадочная проволока вводится в сварочную ванну возвратно-поступательными движениями небольшими порциями или серповидными колебательными движениями поперек шва. Это обеспечивает благоприятные условия для перемешивания и сплавления присадочного материала с основным. Не следует вводить конец присадочной проволоки в столб дуги, где под действием высокой температуры она интенсивно плавится и разбрызгивается. В процессе сварки необходимо следить, чтобы разогретый конец присадочной проволоки находился внутри потока защитного газа. Погружая проволоку в сварочную ванну, нужно одновременно слегка отводить от ванны конец вольфрамового электрода. Подача проволоки и отвод конца вольфрамового электрода должны выполняться плавно, без резких движений, которые могут нарушить истечение защитной струи аргона.

При сварке нельзя допускать касания торцом вольфрамового электрода расплавленной ванны жидкого металла. Если касание происходит, сварку необходимо прекратить, а загрязненный участок шва — зачистить или вырубить. Торец вольфрамового электрода следует зашлифовать и прожечь, возбудив дугу на вспомогательном медном элементе. После вынужденного обрыва дуги сварку возобновляют на расстоянии не менее 10— 15 мм до места ее обрыва, не допуская заметного усиления шва.