Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Классификация и структура текущих расходов железнодорожных предприятий. 4 страница




2Р+5Си20=10Си+Р205\;

Р205+3Си20=Р205 (Си20)3 - в шлак;

2Си20+8і=4Си+8і02;

Си20+Мп=2Си+Мп0;

8і02+Мп0=Мп08і02 - в шлак.

Тугоплавкие окислы, образующие пленку на поверхности свароч­ной ванны, разрушают с помощью флюсов на основе буры №2В407, пе­реводя тугоплавкие окислы в легкоплавкие комплексные соединения:

Си0+На2В407=2НаВ02СиВ203 - в шлак.

3. Наличие примесей висмута В1 и свинца РЬ, вследствие образо­вания их оксидами с медью легкоплавких эвтектик, снижает устойчи­вость против кристаллизационных трещин. Содержание висмута в меди допускается не более 0,03 %. Эти примести могут быть связаны в туго­плавкие соединения введением в сварочную ванну цезия и циркония.

4. Высокий коэффициент линейного расширения у меди вызывает образование высоких временных и остаточных сварочных напряжений и коробление конструкций. Необходимо применять меры по их умень­шению.

5. Снижение прочности и пластичности меди при 400-600 °С в со­четании с высоким уровнем сварочных деформаций и напряжений мо­жет привести к образованию трещин (рис. 5.1, а).

МПа, <^У/% [Н], см 3/100г

600 800 1000 1200
60 40 20

б
0 200 400 600

а

Рис. 5.1. Свойства меди в зависимости от температуры: а - прочность и пластичность; б - растворимость в меди водорода

6. Высокая растворимость водорода в расплавленной меди (рис. 5.1, б) вызывает при кристаллизации с большими скоростями об­разование пор и микротрещин вследствие выделения водорода и водя­ного пара

Си20+2Н^2Си+Н20.

Для предупреждения «водородной болезни» меди используют традиционные методы (прокалка флюсов, электродов, осушка газов и др.). Появлению пор может способствовать оксид углерода

Сп20+С0^2Сп+С02.

При сварке латуней поры могут возникнуть вследствие испарения цинка (Ткип=907 °С - ниже температуры плавления меди). Образующий­ся при испарении оксид цинка ядовит. Испарение цинка уменьшается при использовании предварительного подогрева и высоких скоростей сварки, при легировании металла шва кремнием.

7. Высокая жидкотекучесть меди и ее сплавов (в 2-2,5 раза выше, чем у сталей) затрудняет сварку в вертикальном и потолочном положе­ниях. Для качественного формирования корня шва применяют подклад­ки (асбестовые, графитовые, флюсовые подушки).

8. Сварные швы имеют крупнозернистую структуру и низкую прочность. Измельчение структуры и повышение прочности обеспечи­вается термопластической обработкой.

Для сварки меди и ее сплавов могут быть применены почти все способы сварки плавлением. Наибольшее применение нашли: дуговая сварка в защитных газах, ручная дуговая сварка покрытыми электрода­ми, механизированная дуговая сварка под флюсом, газовая сварка, элек­тронно-лучевая сварка.

Перед сваркой свариваемый металл и проволоку очищают от оки­слов и загрязнений до металлического блеска и обезжиривают. Очистку кромок основного металла чаще всего делают механическим путем (на­ждаком, металлическими щетками), а проволоки - пропусканием через станки для очистки проволоки (например, СОСП-65 Юргинского маш- завода) или травлением в растворе из азотной, серной и соляной кислот с последующей промывкой в воде, щелочи, снова в воде и сушкой горя­чим воздухом. Последний вариант дороже.

Для правильного формирования сварного шва предпочтительно применять в конструкциях типы соединений с равномерным теплоотво­дом (стыковые, угловые, а не тавровые и нахлесточные). При толщинах более 5 мм делают У-образную или Х-образную разделки кромок.

Сварка в защитных газах. Этот способ позволяет получить свар­ные соединения с наиболее высокими механическими и коррозионными свойствами благодаря минимальному содержанию примесей в наплав­ленном металле. В качестве защитных газов используют азот особой чистоты, аргон высшего сорта, гелий высшей категории качества, а

также их смеси (например, 70-80 % Аг + 20-30 % N2) для экономии ар­гона и увеличения глубины проплавления основного металла. При свар­ке в среде азота эффективный и термический КПД дуги выше, чем при сварке в среде аргона и гелия, но замечена ниже устойчивость горения дуги.

При сварке в защитных газах в качестве неплавящегося электрода используют лантанированные или иттрированные вольфрамовые элек­троды диаметром до 6 мм. В качестве присадочного материала исполь­зуют проволоку из меди и ее сплавов, по составу близкую к основному металлу, но с повышенным содержанием раскислителей (МРЗТЦрБ 0,1­0,1-0,1-0,1; БрХНТ; БрКМц 3-1; БрХ 0,7). При сварке в азоте для улуч­шения качества сварного шва дополнительно применяют флюс на бор­ной основе, который наносят на сварочную проволоку или в канавку подкладки. Выбор диаметров электрода и присадки зависит от толщины свариваемых заготовок (табл. 5.2).

Таблица 5.2 - Выбор диаметра вольфрамового электрода и присадки

Толщина заготовки, мм 1-1,5 2-3 4-6 7-10 11-16 > 16
Диаметр электрода, мм 1,6-2,0 3-4 4-5 4-5 5-6
Диаметр присадочной проволоки, мм 5-6

 

Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе пря­мой полярности. При сварке в среде азота или в смеси азота с гелием сварочный ток уменьшают, а напряжение повышают (табл. 5.3). Реко­мендуемые режимы приведены для сварки стыковых соединений на медной водоохлаждаемой подкладке или флюсовой подушке. При тол­щинах более 4 мм рекомендуется подогрев до 300-600 °С.

При сварке плавящимся электродом используют постоянный ток обратной полярности. Широко применяется для меди толщиной более 4 мм многослойная полуавтоматическая сварка проволокой диаметром 1­2 мм. Режимы сварки: сварочный ток 150-200 А для проволоки 01 мм и 300-450 А для проволоки 02 мм, напряжение дуги 22-26 В, скорость сварки зависит от сечения шва. Температура подогрева 200-300 °С.

 

 

Таблица 5.3 - Рекомендуемые режимы сварки меди вольфрамовым электродом

Толщина металла, мм Зазор меж­ду кромка­ми, мм Ток, А Напряжение, В Скорость сварки, м/ч Температура подогрева, °С Расход газа, л/мин
В среде аргона
0.0,5 0 о 2 о 10.14 25.30 нет 10.12
1,0.1,5 380.400 12.16 30.35 300.400 12.14
В среде азота
0.0,5 О 9 О 20.24 20.22 нет 16.18
1,0.1,5 180.200 24.28 18.20 нет 18.20
1,0.1,5 400.420 31.36 12.14 400.600 22.24

Для латуней, бронз и медно-никелевых сплавов предпочтение от­дается сварке неплавящимся электродом, так как в этом случае меньше испарение цинка, олова и других элементов. Предварительный подогрев для медных сплавов требуется при толщинах более 12 мм.

Ручная дуговая сварка,. Медь и ее сплавы этим способом сваривают на постоянном токе обратной полярности (табл. 5.4). Медные листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм с односторонней разделкой при угле скоса 60-70° и притуплением 1,5-3,0 мм, более 10 мм - с Х-образной разделкой кромок. Для сварки меди используют электроды с покрытием «Комсомолец-100», АНЦ / 03М-2, АНЦ / 03М-3, 3Т, АНЦ-3.

Таблица 5.4 - Режимы ручной однопроходной сварки меди покрытыми электродами

Толщина, мм Диаметр электрода, мм Ток дуги, А Напряжение, В
2-3 100-120 25-27
4-5 160-200 25-27
5-7 260-340 26-28
6-8 400-420 28-30

Сварку ведут короткой дугой с возвратно-поступательным движе­нием электрода без поперечных колебаний. Удлинение дуги ухудшает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, снижает механиче­ские свойства сварного соединения. Предварительный подогрев делают при толщине 5-8 мм до 200-300 °С, при толщине 24 мм - до 800 °С. Те­плопроводность и электропроводность металла шва резко снижаются при сохранении высоких механических свойств. Для сварки латуней, бронз и медно-никелевых сплавов применяют электроды ММ3-2, Бр1 / ЛИВТ, ЦБ-1, МН-4 и др.

Механизированная дуговая сварка под Флюсом. Этот способ осуществляют угольным (графитовым) электродом и плавящимся элек­тродом.

Сварку угольным электродом выполняют на постоянном токе прямой полярности с использованием стандартных флюсов АН-348А, ОСЦ-45, АН-20. При сварке угольным электродом (рис. 5.2) кромки 1 собирают на графитовой подкладке 2, поверх стыка накладывают по­лоску латуни 3, которая служит присадочным металлом. Дуга горит ме­жду угольным электродом 4, заточенным в виде плоской лопаточки, и изделием под слоем флюса 5. Способ пригоден для сварки толщин до 10 мм. Диаметр электрода до 18 мм, сила тока до 1000 А, напряжение дуги 18-21 В, скорость сварки 6-25 м/ч.

Рис. 5.2. Схема механизированной сварки меди угольным электродом под флюсом

 

Механизированную сварку плавящимся электродом под плавле­ными флюсами (АН-200, АН-348А, ОСЦ-45, АН-М1) выполняют на по­стоянном токе обратной полярности, а под керамическим флюсом ЖМ-1 и на переменном токе. Основным преимуществом этого способа сварки является возможность получения высоких механических свойств свар­ного соединения без предварительного подогрева. При сварке меди ис­пользуют сварочную проволоку диаметром 1,4—5,0 мм из меди МБ, М1, бронзы БрКМц 3-1, БрОЦ 4-3. За один проход можно сваривать без раз­делки кромок толщины до 20 мм, а при использовании сдвоенного (расщепленного) электрода - до 30 мм. При толщинах кромок более 15 мм рекомендуют делать У-образную разделку с углом раскрытия 90°, притуплением 2-5 мм, без зазора. Флюс и графитовая подкладка перед

сваркой должны быть прокалены. Для возбуждения дуги при сварке под флюсом проволоку закорачивают на изделие через медную обезжирен­ную стружку или пружину из медной проволоки диаметром 0,5-0,8 мм. Начало и конец шва должны быть выведены на технологические план­ки. Режимы сварки приведены в таблице 5.5

Таблица 5.5 - Ориентировочные режимы автоматической сварки меди под флюсом

Толщина, мм Разделка кро­мок Сварочный ток, А Напряжение дуги, В Скорость сварки, м/ч
5.6 Без разделки 500.550 38.42 45.40
10.12 700.800 40.44 20.15
16.20 850.1000 45.50 12.8
25.30 и-образная 1000.1100 45.50 8.6

При сварке латуней применяют флюсы АН-20, ФЦ-10, МАТИ-53 и проволоки бронзовые БрКМц 3-1, БрОЦ 4-3 и латунные ЛК 80-3. Сварка ведется на низких значениях сварочного тока и напряжения для снижения интенсивности испарения цинка. Бронзы под флюсом свари­ваются хорошо.

Газовая сварка. Этот способ сварки меди используют в ремонт­ных работах. Рекомендуется использовать ацетиленокислородную свар­ку, обеспечивающую небольшую температуру ядра пламени. Для свар­ки меди и бронз используют нормальное пламя, а для сварки латуней - окислительное, чтобы уменьшить выгорание цинка. Сварочные флюсы для газовой сварки меди содержат соединения бора (борная кислота, бура, борный ангидрид), которые с закисью меди образуют легкоплав­кую эвтектику и выводят ее в шлак. Флюсы наносят на обезжиренные свариваемые кромки по 10-12 мм на сторону и на присадочный металл. При сварке алюминиевых бронз надо вводить фториды и хлориды, рас­творяющие А1203. При сварке меди используют присадочную проволо­ку из меди М1 и М2, а при сварке медных сплавов - сварочную прово­локу такого же химического состава. При сварке латуней рекомендуют использовать проволоку из кремнистой латуни ЛК 80-3. После сварки производят проковку шва при подогреве до 300-400 °С с последующим отжигом для получения мелкозернистой структуры и высоких пласти­ческих свойств.

Электрошлаковая сварка. При этом способе применяют легко­плавкие флюсы системы NaF-LiF-CaF2(АНМ-10). Режим электрошла- ковой сварки: сварочный ток 1св= 1000-1800 А, напряжение и=40-50 В,

скорость подачи пластинчатого электрода 12-15 м/ч. Механические свойства шва мало отличаются от свойств основного металла.

Электронно-лучевая сварка. Этот способ сварки меди эффекти­вен при изготовлении электровакуумных приборов. Он обеспечивает высокую чистоту швов от примесей и получение мелкозернистой струк­туры.

Плазменная сварка. Этот способ дает хорошие результаты при соединении элементов из меди и ее сплавов больших толщин. За один проход можно производить сварку элементов толщиной до 60 мм. При­меняют плазмотроны прямого действия. Для обеспечения хорошей за­щиты от атмосферного воздуха плазменную сварку иногда выполняют по слою флюса, а для обеспечения мелкозернистой структуры исполь­зуют порошковую проволоку. Для сварки малых толщин до 0,5 мм эф­фективно использовать микроплазменную сварку.

Глава 6. Сварка никеля и его сплавов

6.1. Основные свойства и особенности сварки

Наши заводы изготовляют никель пяти марок, который использу­ется для переработки на полуфабрикаты (листы, ленты, полосы и т. д.) и изготовления сплавов на никелевой основе:

Н-0 (N1=99,99%); Н-1 (N1=99,93%); Н-2 (N1=99,80%);

Н-3 (N1=98,60%); Н-4 (N1=97,60%).

Характерной особенностью чистого никеля является способность сохранять свои пластические свойства при низких температурах (таблица 6.1).

Температура ис­пытания в °С Предел прочности в кг/мм2 Относительное уд­линение в % Относительное сужение в %
+17
-196
-253

 

Таблица 6.1 - Механические свойства никеля при разных температурах

В техническом (полуфабрикатном) никеле содержатся небольшие добавки марганца, кремния, углерода, магния и других элементов, кото­рые вводятся обычно как раскислители и десульфаторы. Никель облада­ет высокой коррозионной стойкостью и повышенными механическими свойствами. Все сплавы типа монеля устойчивы против коррозии на воздухе, в морской и пресной воде, в растворах серной кислоты при концентрациях до 80 %, а также в сухих газах при обычных температу­рах, хорошо противостоят действию водных растворов солей и щело­чей, пара и органических кислот.

Удельный вес никеля составляет 8,7-8,84 г/см , температура плав­ления 1452-1455 °С.

Химический состав никелевых сплавов разнообразен и классифи­цировать их затруднительно. Условно их можно разделить на 3 группы: окалиностойкие, коррозионностойкие и жаропрочные. Хром, а иногда кремний, алюминий вводят в сплавы для улучшения их окалиностойко- сти, для повышения жаропрочности применяют легирующие присадки: Т1, А1, Р, №, Са, Мо, W и др. Эти элементы вводят одновременно в оп­ределенных сочетаниях, и чем выше требование жаропрочности, тем более сложен химический состав сплава.

Для сварки никеля и никелевых сплавов применяют следующие способы сварки: газовую, ручную дуговую, под флюсом, вольфрамовым электродом в среде инертных газов, электроннолучевую. Выбор способа и технологии сварки зависит от конкретных условий работы сварной конструкции, т.е. сводится к обеспечению наиболее важной для данных условий характеристики свойств сварного соединения. Поэтому даже для одного и того же сплава или группы сплавов технология сварки мо­жет быть различной в зависимости от условий эксплуатации сварного изделия.

При сварке никеля и его сплавов необходимо, чтобы свариваемый металл был чистым. Особенно тщательно надо предупреждать контакт расплавленного металла с атмосферным воздухом. Никель и никелевые сплавы в расплавленном состоянии могут растворять большое количе­ство газов (азот, водород, кислород), которые, выделяясь при кристал­лизации и охлаждении металла шва, могут приводить к образованию в них пор. Большое влияние на свойства металла сварного шва оказывает содержание в нем серы.

Особое влияние необходимо обращать также на качество сборки узлов. Сборка узлов с большими зазорами ведет к увеличению времени сварки, а, значит, к перегреву металла, что может вызвать рост зерна, склонность к трещинообразованию сварного шва и околошовной зоны, снижение коррозионной стойкости и т. д.

Газовая сварка. Этот способ применяют при сварке никеля, мед­но-никелевых сплавов. При кислородно-ацетиленовой сварке никеля и медно-никелевых сплавов необходимо поддерживать нормальное пла­мя, так как избыток кислорода вызывает окисление расплавленного ме­талла и хрупкость. При сварке сплавов, содержащих хром, пламя долж­но быть более восстановительным, но не настолько, чтобы науглерожи­вать наплавленный металл, насыщать его водородом, закисью углерода и другими газами.

При сварке никеля мощность пламени соответствует удельному расходу ацетилена 120-140 л/г на 1 мм толщины свариваемого изделия. Главным дефектом при газовой сварке являются поры, из которых при нагрузке возникают трещины. Качество сварки зависит от состава флю­сов и раскислителей, конструкции соединения, положения швов, а так­же от опытности сварщика. Большое влияние оказывает также состав присадочной проволоки. Для сварки никеля рекомендуется применение присадочной проволоки такого же состава, что и основной металл. Хо­рошие результаты дает проволока, легированная Мп, М§, Si, Т1. При этом марганец служит раскислителем и связывает серу, кремний прида­ет металлу лучшую жидкотекучесть, а магний связывает остатки серы. Проволока должна иметь чистую поверхность. Диаметр ее рекоменду­ется выбирать равным половине толщины свариваемого металла.

Во время сварки следует избегать перемешивания ванны, которое ведет к выгоранию раскислителей и загрязнению металла шва. Качество шва можно определить по цвету. Хороший шов имеет матовокоричне­вую или серо-желтую окраску. Шов, сваренный с перегревом, блестя­щий, сине-черного цвета.

Во избежание пористости сварного соединения присадочная про­волока и ядро пламени горелки не должны касаться ванны. При сварке рекомендуется производить горелкой легкие колебательные движения.

Флюсы применяют главным образом для облегчения растворения окислов, защиты сварочной ванны от действия окружающего воздуха и улучшения жидкотекучести металла. Их обычно приготавливают в виде пасты и наносят на присадочный пруток и свариваемый металл. При из­готовлении пасты сухую смесь замешивают на воде или спирте.

Ручная дуговая сварка. Этот способ применяется в основном для соединения листов толщиной более 1,5 мм и ведется электродами с ка­чественным (чаще основным) покрытием на постоянном токе обратной полярности. Для предупреждения перегрева электрода и получения возможно меньших напряжений в сварном соединении используют по­ниженный сварочный ток (03 мм - 70 - 100а, 04 мм - 90 - 100а), что также уменьшает угар стабилизирующих и раскислительных элементов, содержащихся в электродной проволоке. При этом необходимо поддер­живать короткую дугу и сварку вести на небольшой скорости. Попереч­ные движения электрода не должны превышать трех его диаметров. Скорость сварки никелевых сплавов примерно на 15 % меньше скоро­сти сварки сталей. Сварку следует вести, по возможности, в нижнем по­ложении.

При сварке никеля металлический стержень электрода по составу часто идентичен основному металлу. Большое значение имеет обработ­ка поверхности швов, так как подрезы, наплывы и плохое формирова­ние шва может быть причиной возникновения коррозии, трещин и дру­гих дефектов. Наилучшие результаты дает механическое полирование.

При сварке никеля зазор между свариваемыми кромками должен быть 2-3 мм. Листы надо жестко закреплять. По возможности рекомен­дуется сварка за один проход. При многопроходной сварке больших толщин необходима хорошая очистка поверхности промежуточных сло­ев от окислов шлака. Длинные швы лучше сваривать участками, остав­ляя небольшие разрывы, завариваемые после очистки от шлака. Шов выполняют с усилением, которое потом сошлифовывают.

При сварке никеля используют электроды Н-10, Н-37 и «Про­гресс-50». В качестве электродного прутка применяют никелевую про­волоку Н-1 ГОСТ 2179-85. Лучше применять электроды «Прогресс-50», которые дают меньше пор.

Аргонодуговая сварка. При аргонодуговой сварке обеспечивается надежная защита расплавленного металла сварочной ванны струей ар­гона, в результате чего получаем постоянное и высокое качество свар­ных соединений. Добавка к аргону до 20 % водорода предотвращает по­ристость. Никель растворяет большое количество водорода как в жид­ком, так и в твердом состоянии. При кристаллизации никель может рас­творить водорода вдвое больше, чем аустенитная сталь и в три раза больше, чем низкоуглеродистая сталь. Аргонодуговая сварка может осуществляться неплавящимся вольфрамовым электродом с присадоч­ным прутком или по отбортовке кромок, а также плавящейся никелевой проволокой, желательно легированной до 3 % титаном.

При использовании вольфрамового электрода аргонодуговая сварка никеля и его сплавов производится на постоянном токе прямой полярности при питании сварочной дуги от обычных серийных преоб­разователей (типа ПС-300) или сварочных установок типа УДГУ, ТИР, ВСВУ и др. Чтобы избежать включений вольфрама в металл шва при зажигании дуги, возбуждение ее следует производить на технологиче­ской подкладке. Заканчивая процесс сварки, надо уменьшить сварочный ток для предотвращения образования трещин в кратере, если сварка производится от серийного преобразователя с осциллятором. Перечис­ленные установки позволяют это делать автоматически. Швы желатель­но накладывать с минимальными поперечными колебаниями электрода и на максимально возможной скорости. При многопроходной сварке последующие швы необходимо накладывать после полного охлаждения металла, зачистки от шлака и обезжиривания предыдущих слоев. При сварке никеля допускается охлаждение водяным душем. Швы, обра­щенные к агрессивной среде, выполняют в последнюю очередь.

Контактная сварка. Никель и высоконикелевые сплавы (монель, ин- конель и др.) хорошо свариваются точечной сваркой между собой, а также со сталями и многими медными сплавами. Соединения никеля и его сплавов можно также успешно выполнять роликовой и стыковой контактной сваркой.

Сварка под флюсом и ЭШС. При сварке никеля и его сплавов эти спо­собы также можно применять.

Глава 7. Сварка титана и его сплавов

Титан и его сплавы весьма перспективны, так как они имеют вы­сокую удельную прочность (прочность, отнесенную к плотности) вплоть до температуры 400-500 °С и отличную коррозионную стой­кость во многих агрессивных средах. Расширяется область применения титана и его сплавов в химическом машиностроении, авиационной про­мышленности и других отраслях. Чистый титан находит ограниченное применение (в радиотехнике).

Технический титан содержит примеси внедрения, в том числе га­зы - кислород, азот, водород, которые в разной степени повышают прочность и снижают пластичность и вязкость металла. В сварных швах они вызывают образование холодных трещин. Поэтому свариваемый технический титан должен содержать ограниченное количество приме­сей - газов (табл. 7.1). За последние годы металлургическая промыш­ленность освоила изготовление из технического титана листового про­ката, поковок, проволоки, труб и других полуфабрикатов.

Марка сплава Пределы содержания примесей газов, % Содержание элементов, % кгс/мм
N2 Н2 А1 другие элементы
ВТ 1-00 0,04 0,10 0,008 Технический титан 30-45
ВТ 1-0 0,04 0,12 0,010 45-50
ВТ1-1 0,05 0,15 0,012 50-55
ВТ3-1 0,05 0,18 0,015 4,0-5,2 1,5-2,5 Сг, 2-3 Мо 95-110
ВТ8 0,05 0,15 0,015 5,8-6,8 2,8-3,8 Мо 105-120
ОТ4 0,05 0,15 0,010 2,5-4,2 0,8-2,0 Мп 70-90
ВТ14 0,05 0,15 0,015 3,5-5,5 2,5-3,8 Мо, 0,01-0,1 Zг 125-130

 

Таблица 8.1 - Свойства металлов, подлежащих сварке

Легирование титана позволяет получать свариваемые сплавы, об­ладающие повышенной прочностью при достаточной пластичности и вязкости. Легирующие элементы по-разному влияют на фазовый состав сплавов на основе титана. Алюминий, цинк, цирконий и др. не изменя­ют кристаллического строения технического титана, для которого при нормальной температуре характерна а-фаза. Марганец, молибден, вана­дий, хром и др. при добавлении в титан способствует сохранению при нормальной температуре высокотемпературной Р-фазы. В зависимости от содержания легирующих элементов сплав может быть или однофазным или двухфазным. Технический титан и однофазные (а-фаза) сплавы титана не упрочняются в результате термической обработки. Двухфаз­ные (а+Р) сплавы воспринимают упрочняемую термическую обработку (закалка с последующим отпуском).

Большая химическая активность титана при высоких температу­рах и особенно в расплавленном состоянии по отношению к газам (02, Н2, ^) затрудняет сварку этого металла. Обязательным условием полу­чения качественного соединения при сварке плавлением является на­дежная защита от газов атмосферы не только сварочной ванны, но ос­тывающих участков металла шва и околошовной зоны вплоть до темпе­ратуры 400 °С. Низкая теплопроводность титана способствует увеличе­нию времени пребывания шва и околошовной зоны при высоких темпе­ратурах. Чтобы преодолеть это затруднение сварку выполняют при ми­нимально возможной погонной энергии. На качество сварных соедине­ний титана оказывает влияние состояние поверхности кромок и приса­дочного металла (механическая обработка, травление). Наиболее час­тыми дефектами сварных швов являются поры и холодные трещины. Возбудителями пор являются газы и среди них, в первую очередь, водо­род. Скачкообразное резкое уменьшение растворимости водорода в твердом титане по сравнению с жидким приводит к интенсивному вы­делению этого газа при кристаллизации сварочной ванны, что может вызвать образование пор. Борьба с порами: обеспечить требуемую чис­тоту основного и сварочного материалов, сварку выполнять на опти­мальных режимах.

Холодные трещины возникают в сварных соединениях при пони­женной пластичности разных его участков. К этому приводит чрезмер­ное содержание в основном металле и в шве примесей внедрения - га­зов. Трещины такого типа могут возникнуть сразу же после сварки, а также в процессе замедленного разрушения со временем после вылежи­вания сварных изделий. Причина - выделение водорода из твердого раствора с образованием гидридов титана и возникновением в шве больших внутренних напряжений. Для предохранения шва от загрязне­ний водородом применяют сварочную или присадочную проволоку, предварительно подвергнутую вакуумному отжигу, после чего содер­жание водорода не превышает 0,002-0,004 % по массе.

Для соединений титана и его сплавов применяют дуговую сварку неплавящимся и плавящимся электродом с защитой инертным газом, дуговую сварку под флюсом и электрошлаковую сварку, а в последние годы - электроннолучевую сварку и сварку сжатой дугой, в том числе микроплазменную. В качестве защитного газа применяется аргон марки

А ГОСТ 10157-87. Сварку вольфрамовым, обычно лантанированным, электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности.

Следует отметить, что необходимо применять приспособления, позволяющие защитить зону сварки, остывающие участки шва и око- лошовную зону, а также корень шва. Это - удлиненные насадки с от­верстиями, защитные козырьки, ползунки и другие приспособления, обеспечивающие защиту металла шва и околошовной зоны. При сварке сосудов или труб инертный газ пропускают внутрь изделия. Находят применение герметичные камеры с контролируемой атмосферой инерт­ного защитного газа с оператором снаружи или обитаемые.


Поделиться:

Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты