Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Расплавленный основной и присадочный металл защищают тугоплавкими фторидными флюсами типа АНТ2, АНТ4, АНТ6 н дополнительно аргоном высшего сорта. Сварку производят переменным током с минимальной погонной энергией, обеспечивающей устойчивый электрошлаковый процесс и необходимое проплавление свариваемых кромок. Используют источники типа ТПК-1000-3, ТПК-3000-1, ТПК-3000-3 с жесткой вольт-амперной характеристикой.
Ориентировочные режимы спарки приведены в табл. 19 и 20. Механические свойства сварных соединений близки к свойствам основного металла (табл. 21). Недостаток сварки — крупнозернистая макро- и микроструктура, вызывающая понижение пластических свойств. Улучшение свойств достигается термической обработкой. Техника и технология сварки сплавов принципиально не отличаются от сварки технического титана. 19. Режимы влектрошлаковой сварки титаиовыми проволочными влектродами диаметром 5 мм П р и и е ч а я и я: 1.
В числителе приведены режимы при скогостп подачи электрода о = !20 м,'ч, в эяамсиателс — прп о = 480 м/ч. 2. !"лубива шлаковой ванны ! = — 30 †. 40 мм и расход аргоиа 1 -= 45 л/мии при скорости подачи электрода о = 120 м/ч; 1 =- 40 †: 30 мм и 2 =- 50 л1мии прп о =- 480 и/ч. 3. Сухой вылет электрода 40 — 60 мм; зазор мел д» кромками Л! — 32 мм. 80. Оптимальные режимы алектрошлаковой сварки титановым плавящимся мундштуком Электронно-лучевая сварка титана (!4, 18 — 22, 28) обеспечивает наилучшие словня защиты металла от газов. Высокая концентрация тепловой энергии познан сва к на высоких скоростях при малой энергоемкости процесса и а и зоны те мического получ ть лучать сварные соединения титана с малои шириной шна р. влияния.
Металл шна имеет мелкозернистую структуру. Необходимым условие м слонием 21. Мехаиические свойства сварных единений ЯнлЯетсЯ точнаЯ сборка под соедииеиий, выполненных сварку. Режимы электронно-лучевой электрошлаковой сваркой (после сва кй титана зависят от типа ис отжига> р пользуемой электронной пушки, технологической оснастки, толщины металла, конфигурации и размеров изделия. Рекомендуемые режимы электронно-лучевой сварки стыконых соединений из сплавов ВТ20, ВТ22, ВТ23 толщиной 8 — 15 мм н нижнем положении на остающейся массивной технологической подкладке: (/ = 30 кВ; /св = = ! 10 —: 180 мкА, осв == 25 —:35 ы/ч. Дуговую сварку Д к в вакууме (18! можно применять для сварки титана толщиной 2 — 60мм проволоками диаметром 1,5 — 5,0мм, Снарку плавящимс..
р „ производят на постоянном токе обратной полярности специализированными „сварочными головками в вакуумных камерах. Основным преимуществом вакуумнодугоноп свар ки является повышение пластичности сварных соединений по сравется ополс тими методами сварки и с основным металлом. Это объясняе д нению с друг ием в нем газов и неменительной очисткой металла шна при сварке и уменьшение таллнческих включений при расплавлении металла н вакууме.
По этой же причине нескол!.ко уменьшены пределы прочности и текучести металла шва. Примерный режим сварки титана толщиной 50 мм с 51-образной разделкой электродом диаметром 3 мм при поперечных колебаниях: сварочный то жение дуги 29 — 30 В; скорость сварки !5 м/ч; число проходов 6; вакуум при сварке о ом) отлиСва ка в вакууме полым непланящимся электродом (полым кат д ) чается высокой концентрациеи энергии и по проплавляющ етс в ' .. ! ей способности занимает промежуточное положение ме кду сваркой плазмой и сваркой электронным лучом.
Возможность ведения процесса в глубоком сакууме (10 — р . ) получать высо кокачестненную защиту сварочной ва!шы и осуществлять спарку титана, цирконня, ниобия, тантала, молибдена и их сплавон. р в р подается аргон в количестве 0,5 — 2,0 л/ч, что позволяет экономить инертный 319 318 Бремя, с Прнпусн, мм Сварочный Поп сеч подогрева оплавления 1го 180 !ооо 2000 1О 31 200 2500 36О 3000 Максимальная прочность на срез, кгс Усилие на электродах, кгс Диаметр ядра точки, мм Радиус сферы электродов, мм (+ !0%) Сварочный ток, кд Время сварки, с 1 г 10561 Толщина листов, мм Толщина листов, мм Состояние Сплав Ь,Π— 6,О О,8+ О,8 1,0 -ы !,0 1,2 + 1,2 1,з + 1,5 2,0+ 2,0 гд+ г,ь оо 0,15 200 — 250 250 — 300 300 — 350 600 6,0 — 7,0 6,5 — 7,5 8,0 — 8,5 9,5 — 10,0 ! 1,0 — 12,0 0,20 0,22 5 — 6 5,5 — 6,5 6,5 — 7,0 7,0 — 8,0 8,0 — 9,0 700 9ОО 1,5+1,5 400 — ЬОО 500 — 600 ВТ!-0 0,24 0,28 1!ОО 1ЬОО 100 1,О+ 1.О 1,'Ь 1- 1,5 2',О + 2,0 о,зь ОТ4-! 600 †7 1650 :с г.
1,О+1,О 1,о+1,5 2,0+ 2,0 ОТ4 После сварки св ог 1,О + 1.О 1,5- 1,5 20-г2Л ВТ4 0,8 + 0,8 1,О + 1,О 1,2 + 1,2 1,5 + 1,5 гл+ г,о 6,0 — 7,0 7,0 — 8,0 8,0 — 9,0 8,а — 9,5 п,о-ш,о 0,10 О,!8 200 — 250 250-350 350 — 400 3 — 4 1,О,-1,О 1,ьз-1 5 2',01-г',о ОТ4-2 о,!г 0,25 75 0,16 0,30 6,5 0,20 0,40 6 — 6,5 7 — 7,5 400 — 500 0,6 0,25 0,50 Сварка тугаплавких л1еталлое и их с!!ланов Контактная сварка !18, 281 обеспечивает получение качественных сварных соединений титановых сплавов при соблюдении технологии. Рекомендуемая подготовка свариваемых участков: удаление загрязнений ацетоном, протирка ветошью, обработка в травителе (состава типа 30% НИО„3% НР, 67% Н,О), промывка в воде не менее 5 мин, обезжиривание, обезвоживание ацетоном и протирка.
В случае точечной сварки защита инертным газом не требуется благодаря плотному контакту и сжатию свариваемых деталей. Однако для шовной сварки и стыковой сопротивлением необходимо применять дополнительную защиту аргоном первого сорта. Благодаря высокому электрическому сопротивлению и малой теплопроводности титана контактная сварка последнего значительно облегчается и может выполняться на различных машинах средней мощности одно- и трехфазного переменного или постоянного тока.
Титан по сравнению со сталями менее чувствителен к усилию на электродах и их геометрическим параметрам. Низкая электропроводность титановых сплавов облегчает возможностьмногоэлектродной сварки. Параметры режима сварки чистого титана близки к параметрам режимов, используемых для коррозионно-стойких сталей. Ориентировочные режимы приведены в табл.
22 — 24, а механические свойства — в табл. 25. 22. Ориентировочные режимы контактной точечной сварки титана 23, Ориентировочные режимы контактной шовной сварки титана Сварка титана давлением !8, 9, 15, 16, 18, 28). Диффузионную сварку титана производят в вакууме 1 !О ' —:10 ' мм рт.
ст. при 800 — 1100"С, давлении 0,2— 1 кгс!'ммх (в зависимости от площади образца) и длительности нагрева 1 — 10 мин (в зависимости от температуры). Хо ошее качеств в табл. 26. оро ее качество соединения получено, например при режимах указанных 1 > я Сварка титана, 1!иркония и гафния 24. Ориентировочные режимы контактнои стыковой сварки титана оплавлением 25. Механические свойства сварной точки при сварке листов из различных титановых сплавов Значения о„о, и 6 сварных соединений такие же, как и у основного металла. Для облегчения соединения при диффузионной сварке применяют промежуточные однослойные и многослойные покрытия и прокладки из более легкоплавких металлов, образующих относительно низкотемпературные эвтектики непосредственно с титаном (Т1 — Ме — Т1, однослойное покрытие) или между разнородными металлами (Т! — Ме,— Мем — Т!), образующими покрытие.
Соединение деталей из титановых сплавов диффузионной сваркой через промежуточную медную прокладку основано на использовании медно-титановой эвтектики, образующейся в зоне контакта при 870 — 890 'С (ниже температуры сварки). Для улучшения механичес- 320 Сварка гугопливких глггаллов и их сплавов' ,Сварка титана, Ииркония и гафния 321 ) [15[: 1) сварка — температура 900 'С; давление 0,5 — 1 кгс/мм-'; время 5 мин; 2) изотермический отжиг — температура 900 "С; время 1 — 2 ч. Применять промежуточную прокладку целесообразно при сварке геометрически ело кных титановых конструкций с поверхностями большой протяженности. При Техническая титан .......
и Т5-! 0,75 0,5 800 шоо 7 5 — !О Темпера- тура испыта- ний, ОС' Содержание легпрупощнх эле- ментов,,4 ов оо,в о, о/ Сплав Сг ыь ~ Яп кгс/мм' 20 3ОО 20 3ОО 20 43 27,5 2О 12 40,5 25 Уг + 1% 74Ь ?г+ 2п% !ЧЬ 1 2,5 31,5 48 !55 31,5 0,1 0,08 0,1 О,!2 0,20 1,5 0,1 Оженит 0,5 Цнрколой 2 0,15 20 ,6 21,6 11.4 31,5 300 50,6 48 0,25 1,о 0,25 О,!5 Цирколон 3 Цнрколой 4 0,007 20 31 Сварка циркония и гафния ких свойств соединений после сварки следует применять изотермический отжиг, который снижает содержание меди н шве.
В качестве промежуточной прокладки кожно использовать медную фольгу или напыленньш слой меди. Оптималы!ыми режимами процесса получения качественных соединений из титановых сплавов ВТ6 и ВТ16 через медную прокладку (толщиной 6 =- 5 —:20 мкм являются получении соединений при сварке давлением в жидкой среде в качестве теплоносителя можно использовать жидкие среды на основе расплавленных солей. При сварке титановых сплавов теплоносителем может служить смесь солей состава: 70% ВаС12+30% КС1 [81.
Оптимальные режимы сварки титановых сплавов приведены в табл. 27. 27. Оптимальные режимы сварки титановых 28. Оптимальные режимы сварки в услосплавов виях сверхпластичиости Применять сварку давлением в жидкой среде целесообразно при изготовлении сварных изделий из титановых сплавов в мелкосерийном произнодстве. Сварка в режиме сверхпластичности [161 по сравнению с обычной сваркой постоянным давлением с подогревом позволяет н 4 раза снизить необходимое усилие, в 6 — 30 раз длительность снаркп и на 50 — 150 'С температуру (табл.
28). Цирконий и гафний являются аналогами титана по химическим свойствам и снариваемости [3, 6, 7, 10, 18, 20, 28[. По зарубежным данным цирконий обладает малым сечением захвата нейтронов (0,18 бари), хорошей коррозионной стойкостью и прочностью, поэтому сплавы на его основе используют как конструкционный материал для технологических трубопроводов, ТВЭЛов и других деталей в ядерных энергетических установках на медленных нейтронах. Гафний, обладающий большим сечением захвата нейтронов (105 бари) и исключительнои коррозионной стойкостью в воде и паре, применяется для контролирующих стержней в водоохлаждаемых реакторах [28[, Фазовые пренращения в цирконии и гафнии и диаграммы состояния с лсгирующими элементами сходны с превращениями для титана, Цирконий и гафний имеют две аллотропичсские модификации.
Низкотемпературная я-модификация циркония, существующая до 862 'С, имеет ГПУ-решетку со следующими параметрами при 25'С: а = 3,232 А; с == 5,14? А; а/с==- 1,589. У высокотемпературной р-модификации, устоичивой от 862'С до температуры плавления, — ОЦК-решетка. Период решетки р-модификации при 870'С равен 3,610 А, при 20'С— 3,590 А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
