Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Аргонно-дуговая сварка (TIG) -> АРД/TIG сварка титана

АРД/TIG сварка титана

только в текущем разделе

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТИТАНЕ

Титан как промышленный металл применяется давно. Он обладает рядом свойств, которые обусловливают его высокую конкурентную способность относительно других металлов.

Прочность титана не ниже прочности многих сталей, а вес составляет всего 30-40% их веса. Удовлетворительная прочность титановых сплавов сохраняется при температуре до 500°. Они отличаются высокой коррозионной стойкостью против воздействия морской воды, азотной кислоты, хлора и многих других реагентов.

Технически чистый титан не содержит легирующих добавок, кроме небольших количеств кислорода, азота и других загрязнений. Эти загрязнения при содержании в определенных пределах увеличивают прочность титана и делают его более пригодным для применения в конструкциях.

Имеется несколько марок технически чистого титана, которые различаются по содержанию остаточного кислорода и азота и вследствие этого имеют различную прочность и пластичность. Предел прочности технически чистого титана колеблется в интервале 42-54 кг/мм2, предел текучести составляет 35-49 кг/мм2, а удлинение - соответственно 30-15%. Сплавы титана, помимо остаточного кислорода и азота, содержат добавки других легирующих элементов таких, как углерод, водород, хром, молибден, марганец, алюминий, ванадий и др. Промышленные титановые сплавы характеризуются следующими механическими свойствами: предел прочности 84-126 кг/мм2, предел текучести 70-112 кг/мм2 и удлинение 20-5%.

Известны две кристаллические формы титана: а и в. Титан а характеризуется плотно упакованной гексагональной решеткой и сохраняется вплоть до 900°. При температуре выше 900° атомная решетка титана преобразуется в гранецентрированный куб. Эта форма титана называется титаном в.

Введение в титан легирующих элементов приводит к следующим результатам:

а) упрочняет металл вследствие образования твердого раствора;

б) может вызвать глубокие изменения в а-в - преобразованиях титана;

в) может привести к образованию соединений с титаном.

Все изученные до настоящего времени легирующие элементы в той или иной степени образуют с титаном твердые растворы.

При увеличении содержания легирующего элемента в твердом растворе прочность и твердость сплава возрастают и соответственно понижается пластичность.

Легирующие элементы внедрения - кислород, азот и углерод, находясь в твердом растворе, упрочняют сплав, сообщая последнему хрупкость; поэтому они допускаются в количестве, составляющем лишь десятые доли процента. Легирующие элементы замещения - алюминий, железо, марганец, хром, молибден и ванадий, образуя твердый раствор с титаном, также упрочняют сплав, но допустимое содержание этих элементов относительно велико. Их общее содержание может достигать 10-20%.

Кислород, азот и алюминий повышают температуру превращения, расширяя пределы а-области (фиг. 238). Этот эффект называется а-стабилизацией. При охлаждении а-стабилизированного сплава он переходит непосредственно в а-фазу как чистый титан. Скорость охлаждения не оказывает заметного влияния на прочность или пластичность а-сплавов.

Железо, марганец, молибден, хром и ванадий снижают темпе ратуру превращения и сохраняют часть или всю в-фазу при понижении температуры вплоть до комнатной (фиг. 239).

При весьма низких содержаниях этих легирующих элементов, т. е. до предела насыщения твердого раствора, сплав находится в а-фазе. При увеличении содержания легирующего элемента в сплаве появляется в-фаза, содержание которой растет вместе с ростом содержания легирующего элемента. Такие сплавы называются а-в-сплавами. При высоком содержании легирущего элемента сплав переходит в преобладающее в-состояние.

В полностью отожженном состоянии, т. е. после термической обработки, вызывающей максимально возможное превращение в в а-фазу, прочность а-в - сплавов монотонно увеличивается с ростом содержания легирующих элементов, а пластичность уменьшается (фиг. 240). Это состояние называется «стабилизированным» или «равновесным». В таком состоянии поставляется большинство титановых сплавов этого типа. При быстром охлаждении а - в-сплава с температуры выше температуры превращения фазовое превращение в в а задерживается и видоизменяется. Это вызывает упрочнение в области средних содержаний легирующих и может также вызвать резкое уменьшение пластичности (пунктирные линии на фиг. 240). Это упрочнение при превращениях в сплавах имеет несколько причин.

1. Быстрое охлаждение вызывает образование большого количества остаточной в-фазы, и так как эта фаза более прочная, весь сплав приобретает большую прочность.

2. Мартенситное превращение из в-фазы в видоизмененную а-фазу также сопровождается увеличением прочности и твердости.

3. При критических скоростях охлаждения в-фаза может упрочниться либо вследствие выпадения начальной а-фазы по границам зерен в-фазы, либо при подобном выпадении внутри зерен в-фазы, известном под названием твердения связи.

При более высоких содержаниях p-стабилизирующих элементов превращения титановых сплавов становятся более вялыми и сплавы менее чувствительными к термической обработке. Эти так называемые метастабильные сплавы все же могут приобрести хрупкость при медленном нагреве и охлаждении или при выдержке в области выпадения начальной а-фазы.

Стабильные р-сплавы не так чувствительны к термической обработке. Однако чтобы получить стабильный в-сплав, необходимо высокое содержание легирующего элемента, например, 35% молибдена. Легирующие элементы образуют с титаном не только твердые растворы, но и соединения. По существующим в настоящее время сведениям эти соединения снижают пластичность и вязкость сплава. Однако образование соединений за исключением титанового карбида и гидрида - очень вялый процесс.

С точки зрения металлургических характеристик имеется три типа титановых сплавов:

1. Однофазные а-сплавы. К ним относятся:

а) а-тип, включающий титан высокой частоты;

б) технически чистый титан;

в) титан, легированный только элементами а-стабилизации.

Эти однофазные а-сплавы обладают хорошей прочностью и пластичностью. Они не твердеют при охлаждении в области превращения.

2. Двухфазные а-в - сплавы. Это прочные сплавы, упрочняемые термической обработкой и склонные к хрупкости в результате превращений.

3- Однофазные в-сплавы. Некоторые из них имеют исключительно хорошее сочетание прочности и пластичности.

Химический состав некоторых сплавов титана приведен в табл. 97, а более подробно с информацией по каждой марке - марочник сплавов титан.

Механические свойства двух сплавов, предназначенных для сварных конструкций, приведены в табл. 98:

 

ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ

В настоящее время в большинстве случаев сварке подвергается технически чистый титан, который характеризуется хорошей свариваемостью. При надлежащих условиях сварки соединения технически чистого титана имеют почти такую же прочность и пластичность, как и основной металл.

При сварке высокопрочных в и а-в - сплавов, швы выполняются легко, и прочность их хорошая, однако металл швов и околошовных зон очень хрупок. Предупреждение или устранение этой хрупкости является основной проблемой, стоящей перед специалистами по сварке.

Как было указано выше, при достаточно высоком содержании кислорода и азота в титане он становится хрупким. Для предупреждения хрупкости содержание кислорода и азота в титане не должно превышать соответственно 0,15 и 0,05%.

Содержание азота в количестве 0,1-0,2% сообщает металлу хрупкость, а содержание азота и кислорода в количестве по 0,25% каждого снижает его пластичность (фиг. 241). Водород и влага оказывают слабое влияние на пластичность металла шва.

Ввиду высокого сродства титана с кислородом, азотом и водородом применение для соединений титана кислородно-ацетиленовой, обычной дуговой, атомно-водородной, дуговой под флюсом и термитной сварки исключено.

Лучшим способом сварки титана и его сплавов и, повидимому, единственным, при котором шов защищен от поглощения кислорода и азота, является дуговая электросварка в инертной атмосфере. .

При сварке титана и его сплавов необходимо соблюдать следующие общие правила:

 

а) титановые сплавы и присадочная проволока не должны содержать большого количества углерода, кислорода и азота;

б) поверхность металла и присадочной проволоки должна быть очищена и свободна от загрязнений, образовавшихся в процессе предыдущей горячей обработки;

в) расплавленный металл сварочной ванны и соседний разогретый металл должны быть продолжительное время защищены от воздуха;

г) обратная сторона сварного соединения также должна быть полностью защищена от воздействия воздуха;

д) защитная атмосфера должна быть свободна от примесей азота, кислорода, водяного пара и углеводородных газов;

е) следует избегать скопления сварных швов.

 

ТЕХНИКА СВАРКИ ТИТАНА В ИНЕРТНОЙ АТМОСФЕРЕ

Для сварки титана более целесообразно применять правый способ сварки. Рекомендуется конструкция разделок, показанная на фиг. 242.

 

Многослойные швы следует сваривать с разделками, представленными на фиг. 242, б.

При сварке стыковых соединений подрубают корень шва на глубину 1-1,5 мм и заваривают его с образованием усиления; сварка производится с присадочным материалом.

Подкладки для защиты обратной стороны сварных соединений должны снабжаться канавками шириной 6,5 мм и глубиной 0,25 мм.

 

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА ПРИ АРД/TIG СВАРКЕ ТИТАНА

Для защиты металла при ручной сварке титана более рационален аргон, а для механизированной - гелий, так как он обеспечивает большую скорость сварки. Газовая защита должна быть обеспечена с лицевой и обратной стороны шва. Особые меры должны быть предприняты для защиты застывающего, но еще горячего металла шва позади перемещающейся горелки. Относительная влажность аргона и гелия для сварки технически чистого титана должна быть ниже 5%. Содержание азота, кислорода и влажного воздуха допускается менее 0,25% (по объему) каждого. Водород в гелии не так вредно сказывается на результатах сварки титана, поэтому его содержание может составлять 1 % и даже более. Эти данные основываются на результатах испытаний сварных соединений, сваренных вручную и на автоматах (табл. 99 и 100). Весьма целесообразно производить сварку титана и его сплавов в закрытой камере, заполненной инертным газом с подачей в горелку сухого и чистого гелия.


О загрязнениях гелия можно судить по внешнему виду сварных швов на титане в соответствии с данными, приведенными ниже.

 

РОД ТОКА, ЭЛЕКТРОДЫ И ПРИСАДОЧНАЯ ПРОВОЛОКА

Для сварки титана и его сплавов наиболее целесообразен постоянный ток прямой полярности. Электроды применяются торированные. Присадочным материалом служит проволока или полоски, нарезанные из основного металла. Некоторые из а-в - сплавов можно сваривать, Получая пластичные швы при использовании присадочной проволоки из технически чистого титана.

 

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТИТАНА-

В сплавах титана, содержащих в-стабилизирующий элемент Мn в количестве 8%, при охлаждении с температуры выше 900° в условиях, близких к равновесным, происходит превращение (согласно фиг. 239) структуры р в устойчивую а - в-структуру. Но при сварке вся в-структура сохраняется и при комнатной температуре. Сплав с этой неустойчивой структурой отличается твердостью и хрупкостью. Для устранения последней должны быть приняты меры для получения устойчивой а - в-структуры. К таким мерам относится термическая обработка сварных соединений в соответствии с диаграммой изотермического превращения указанных сплавов (фиг. 243).

Согласно этой диаграмме нагрев выше температуры растворения в-фазы, закалка в область 3 и изотермический нагрев из области 3 в область 4 должны привести к превращению закаленной в-фазы шва в а - в-фазу. Медленное, продолжительное охлаждение из области 1 также должно привести к полному превращению при условии, что будет достигнута подходящая скорость охлаждения. В результате проверки ряда режимов термической обработки (табл. 101) была уточнена диаграмма изотермического превращения (фиг. 244) и выбрана следующая термическая обработка а) нагрев в атмосфере аргона при 835° в течение 4-4,5 мин., б) охлаждение с печью до комнатной температуры.

 

/

Термическая обработка, применяемая для снятия напряжений, не отражается заметно на прочности сварных соединений.

 

СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Сварные соединения ряда титановых сплавов, данные для которых приведены в табл. 102, сваривались в защитной атмосфере гелия при постоянном токе прямой полярности вольфрамовым торированным электродом.

Режим сварки: ток 140-155, а, напряжение на дуге 18-23 в, расход гелия 8 л/мин в горелку и 1 л/мин для защиты обратной стороны шва, диаметр электрода 2,5 мм. При сварке подогрев не производился. Для снятия напряжений с целью предупреждения горячих трещин после сварки производился нагрев до 600° в течение 1 часа.

После сварки с лицевой стороны и вырубки канавки глубиной 0,8-1,6 мм с обратной стороны накладывали с помощью присадки подварочный валик с усилением.

Данные химического анализа (табл. 102) и механических испытаний (табл. 103) показывают следующее:

а) содержание азота в металле шва выше, чем в основном металле;

б) тем не менее сварные соединения в состоянии «после сварки», за исключением пластичности, обладают удовлетворительными механическими свойствами;

в) заметное повышение пластичности достигается термообработкой сварных соединений.


Результаты испытаний на усталость (фиг. 245) показали, что предел выносливости сварных образцов благодаря упрочнению, вызванному абсорбцией кислорода на поверхности сварного образца, выше, чем у образцов из основного металла.

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Каким припоем варить блок двигателя?

Как заварить дверной ключ?

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

4

Каким припоем варить блок двигателя?

1

Как заварить дверной ключ?

0

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

• Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке (TIG)
Основы TIG
• Достоинства АРДС/TIG
Электрическая дуга в инертных газах
Инертные газы для сварки
Электроды для АРД/TIG сварки
АРД/TIG сварка нержавеющей и жаропрочной стали
Аргонно-дуговая (TIG) сварка магния
Аргонно-дуговая (TIG) сварка алюминия
Аргонно-дуговая (TIG) сварка меди
• АРД/TIG сварка малоуглеродистой и низколегированной стали
• АРД/TIG сварка чугуна и различающихся сталей
АРД/TIG сварка титана
• Аргонно-дуговая сварка серебра
• Аргонно-дуговая сварка циркония
• Сварка независимой, вращающейся дугой и двудуговая
• Азотно-дуговая сварка нержавейки и меди
• Аргонно-дуговая точечная сварка
• АРД/TIG наплавка сплавов на сталь

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Т 13:17 Кран мостовой опорный однобалочный г/п 1,0тн - 25

Т 13:17 Продам Кран консольный электрический или ручной

Т 13:17 Продам кабельный барабан

Т 13:17 Продам Тали, лебедки - ручные и электрические

Т 13:17 Продам Грузовые подъемники

Т 13:17 Кран мостовой подвесной однобалочный г/п 1,0тн-20т

У 13:17 Изготовим Ангары, Склады, металлоконструкции

Т 13:17 Продам шинопровода

Т 13:17 Продам Кран мостовой подвесной двухбалочный

Т 13:17 Продам Кран козловой электрический

Т 13:17 Продам Кран мостовой опорный двухбалочный

Т 13:17 Продам Кран Пионер ООО ”Статус”

НОВОСТИ

6 Декабря 2016 17:05
Пушка для стрельбы тыквами и шарами для боулинга

1 Декабря 2016 07:01
Столетние ткацкие станки (10 фото)

8 Декабря 2016 13:29
Турецкий импорт слябов за 10 месяцев упал на 48%

8 Декабря 2016 12:38
”Нерюнгри-Металлик” будет разрабатывать месторождение ”Темное”

8 Декабря 2016 11:44
”ЧТПЗ” присвоены рейтинги категории ”ВВ” от двух международных рейтинговых агентств

8 Декабря 2016 10:05
”Коршуновский ГОК” увеличил добычу руды

8 Декабря 2016 09:31
”Северсталь-метиз” запустил новое оборудование

НОВЫЕ СТАТЬИ

Основные виды и области применения термопар

Использование мешков для упаковки в отраслях промышленности

Пневмоцилиндры и пневматическое оборудование

Промышленные светодиодные светильники - преимущества перед газоразрядными лампами

Бытовка для строителя

Как правильно поменять замок во входной двери?

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше: отзывы и разновидности приборов

Использование нержавеющего проката в пищевой промышленности

Тротуарная плитка от ”АВТОСТРОЙ” - типы и назначение

ГНБ технология бурения

Лазерная резка металла

Рентгенофлуоресцентные спектрометры - толщиномеры

Малярные валики и кисти

Складские пластиковые ящики для хранения изделий

Современные промышленные фены

Основные виды масел в промышленности

Погрузчики в складской отрасли и промышленности

Листовые материалы из древесины в строительстве

Качественные и доступные гидрозамки

Доступные качественные гидроцилиндры

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.