Проволока для сварки титана

Обновлено: 28.09.2024

Титановая проволока – профиль, изготовленный из технических марок титана или его сплавов, с малым диаметром сечения и большой длиной. В сечении чаще всего круг. Производится титановая проволока путем горячей или холодной прокатки. Проволока – наиболее распространенный вид титанового проката.

Купить титановую проволоку ОТ4, ВТ1-00, ОТ4-1 с доставкой по Москве и регионам можно диаметром от 1 до 7 мм. Другие диаметры и марки – под заказ.

Поставляется титановая проволока в бухтах. В одной бухте может быть смотано несколько отрезков изделия, но длина каждого не должна быть менее 10 метров. По желанию – резка на требуемые отрезки. Наиболее востребованные толщины – от 1 до 7 миллиметров.

Свойства и характеристики титановой проволоки

Проволока из титана характеризуется высокими прочностными свойствами, отличной стойкостью к процессам коррозии, легкостью, пластичностью. Цветной металл хорошо поддается сварке, обладает удовлетворительными механическими свойствами (поддается различным видам механообработки). Проволока из титана сохраняет свои полезные характеристики при воздействии различных температурных режимов – от -250 до +550°С. Высокий спрос на титановую проволоку обусловлен не только ее отличной прочностью и коррозионной стойкостью, но и эксплуатационной выносливостью.

Сварочная титановая проволока производится в соответствии с ГОСТ 27265-87. Химический состав марок титана регулируется ГОСТ 19807-91, введенного взамен ГОСТ 19807-74. Поверхность проволоки из титана после завершения всех технологических процессов должна оставаться чистой, светлой, без наличия цветов побежалости на поверхности и темных пятен. Волнистость, приобретенная в процессе отжига бухт, не считается признаком брака.

На открытом воздухе титановая проволока быстро покрывается тонкой защитной пленкой окислов, которая эффективно защищает металл от воздействия многих агрессивных сред, кроме щелочной. С титановой проволокой малой толщины, как и порошком, стружкой, следует обращаться очень аккуратно, т.к. титан при контакте с воздухом пирофорен.

Теплопроводность изделия – низкая. Отличительной особенность проволоки из сплавов титана является «запоминание формы», например, сплав титана с никелем (никелид титана) считается лидером среди материалов с эффектом запоминания форм.

Титановая проволока ОТ4

Титан ОТ4, согласно ГОСТ 19807-91, содержит в своем составе от 91,83 до 95,4% чистого титана, от 3,5 до 5% алюминия, от 0,8 до 2% марганца, а также примеси железа, кремния, углерода, азота, водорода, циркония, кислорода, доля каждого из элементов в составе титанового деформируемого сплава не превышает 1%. Материал противостоит процессам коррозии, хорошо сваривается, характеризуется средней прочностью, легко поддается деформации в горячем состоянии, ограниченно – в холодном. Титановая проволока ОТ4 и детали из нее могут продолжительное время работать в среднем температурном режиме (до 350°С), не теряет своих эксплуатационных свойств при кратковременном воздействии температуры до 600°С.

Проволока титановая ОТ4-1

Проволока производится из титанового сплава с высокой технологичностью и хорошей коррозионной стойкостью. Основными недостатками слаболегированного сплава является высокая склонность к водородному охрупчиванию (водородная хрупкость) и относительно небольшая прочность. Содержание титана от 94,33 до 97,5%, алюминия от 1,5 до 2,5%, марганца – 0,7 – 2%, циркония, железа, углерода, азота, кремния, водорода и кислорода – до 1%. Химический состав титановой проволоки регламентирует ГОСТ 19807-91. Проволока титановая ОТ4-1 прекрасно сваривается, образуя однородный шов с высокой прочностью и пластичностью, легко деформируется как в холодном так и горячем состояниях. Детали, изготовленные из титановой проволоки ОТ4-1, можно эксплуатировать при температуре до 350°С до 2000 часов, или при 300°С – не более 3000 часов.

Проволока ВТ1-00 сварочная

Проволока титановая ВТ1-00 производится из титана высокой химической чистоты. Титан ВТ1-00 – это технический титан, характеризующийся высокой коррозионной стойкостью и высоким показателем прочности. Проволока ВТ1-00, согласно ГОСТ 19807-91, содержит в своем химическом составе от 99,58 до 99,99% чистого титана и лишь незначительное количество посторонних примесей – железо, кремний, углерод, азот, водород, кислород. Проволока ВТ1-00 сохраняет полезные характеристики в широком температурном диапазоне – от -253 до +150°С, прекрасно сваривается, отличается высоким показателем технологической пластичности, малой прочностью. Техническому титану свойственны низкая ползучесть, достаточная вязкость и растяжимость. Благодаря высокой пластичности из титана марки ВТ1-00 получают титановую фольгу очень малой толщины.

Использование в среде защитных газов сварочной титановой проволоки позволяет получать сварочное соединение высочайшего качества, кроме того, характеристики металла позволяют соединять свариваемые детали с толщиной 1 – 1,5 см всего за 1 проход. Проволока ВТ1-00 – самая твердая титановая сварочная проволока, т.к. не содержит в своем составе алюминия и характеризуется высокой химической чистотой.

Сварочную титановую проволоку следует подбирать, исходя из химического состава свариваемого металла, например, для сварки чистого титана используют проволоку также с высокой чистотой.

Применение титановой проволоки

Титановая проволока – востребованное изделие, которое, ввиду своих ценных свойств, применяется во многих отраслях народного хозяйства, промышленности и некоторых других сферах. Широко используется в ракето-, авто- и судостроительной промышленностях, в военных целях.

Сварочная проволока из титана применяется в аргонодуговой сварке как присадочный материал, позволяет получать высококачественные сварные швы.

В пищевой и химической промышленностях титановая проволока часто используется в виде сетчатых фильтров и сит.

Проволока из титана востребована в медицине, ее широко применяют в восстановительной хирургии. Титан – это металл, который не отторгается тканями человеческого организма, поэтому он является основным сырьем для изготовления имплантатов, брекет-систем, спиц (используемых в травматологии для лечения сложных переломов) и т.п. Часто данный вид титанового проката из-за своей высокой прочности используется для производства оправ для очков.

Проволока из данного металла используется и для производства бижутерии, т.к. титан инертен по отношению к коже и не вызывает аллергии. Из него изготавливают некоторые спортивные товары.

сварочная проволока титановая

При выполнении сварочных работ используются различные расходные материалы. Одним из видов является сварочная проволока, широкий ассортимент которой позволяет выполнять работы с разными по свойствам материалам. Специфика титановой проволоки представлена далее.

Область применения, назначение

Титановая сварочная проволока используется как присадочный материал в аргонодуговой сварке неплавящимся (вольфрамовым) электродом. Титановые сплавы, ввиду своей легкости и прочности, широко применяются в авиационной и космической промышленности. Значительно реже их можно встретить в быту. Предъявляемые к технологии сварки титановых сплавов требования, полностью можно обеспечить только в промышленных условиях.

Обозначения и маркировки

Проволока обозначается и маркируется согласно ГОСТ 27265-87. «Проволока ВТ6св 2,0 ГОСТ 27265-87» — такое наименование имеет расходный материал из титанового сплава ВТ6 диаметром 2,0 мм.

Бухта проволоки титановой сварочной 2 мм. ВТ6св. Фото БВБ-Альянс

Титановые сплавы свариваются исключительно в среде защитных инертных газов — в основном аргона (подробнее о других материалах для аргонодуговой сварки здесь), реже в смеси аргона и гелия. При этом к инертным газам предъявляются повышенные требования к содержанию в них примесей.

Характеристики

Основными механическими характеристиками сварочной титановой проволоки являются временное сопротивление на разрыв и относительное удлинение. По этим показателям подбирается соответствие свариваемым материалом.

Титановые сплавы чувствительны к присутствию примесей. Поэтому желательно обеспечить полное соответствие химического состава проволоки основным материалам. Если, например, в основном металле присутствуют добавки циркония, то его наличие должно быть и в проволоке. Если он отсутствует, то в расходном материале его быть не должно.

Предъявляемые требования

Проволока должна соответствовать ГОСТ 27265-87. Она должна быть протравлена и пройти технологический процесс дегазации. Результаты дегазации должны контролировать на содержание кислород и водород. При несоответствии нормативным данным проволока бракуется.

Отличительные особенности, достоинства и недостатки

Сварка титана — это достаточно непростой технологический процесс. Трудности вызывает повышенная химическая активность титана при его нагреве выше 400°С. Титан вступает в реакцию с составляющими элементами атмосферного воздуха, что приводит к выполнению некачественного сварного шва.

Контакт с кислородом может привести к самовозгоранию титана. При химических реакциях титана с азотом образуются нитриды, которые приводят к хрупкости шва. Проявляется склонность к поглощению водорода.

Имейте в виду! Соединения с водородом сразу после сварки могут себя никак не проявить, однако спустя какое-то время по сварочному шву может пройтись сквозная трещина.

Проволока титановая сварочная 3 мм. ВТ20-1св в бухтах. Фото БВБ-Альянс

Поэтому защита шва с помощью инертных газов (аргона, гелия) важнейший фактор получения качественных соединений титановых сплавов.

Важно: защиту инертными газами не прекращать сразу после окончания сварки, шов должен остыть до температуры 400°С.

По сравнению со сваркой другими проволоками: медная, полированная, стальная, нержавеющая, омедненная, порошковая, легированная — к организации рабочего места сварщика титановым материалом предъявляются повышенные требования. Это место должно содержаться в чистоте, не иметь повышенной влажности и движения воздушных масс.

Справка. Среди всего перечня сварочных проволок разных типов особый интерес у мастеров вызывает следующие марки: Св-08Г2С, ПАНЧ-11, ER70S-6 и ВТ1-00Св.

Сортамент

Диаметр согласно ГОСТ 27265-87 выпускается в диапазоне от 1,0 мм до 7,0 мм. Предельные отклонения размеров и формы (овальность) регламентируются этим же документом.

Форма выпуска, расфасовка, упаковка

Бухты титановой проволоки СПТ-2, 5 мм. Фото БВБ-Альянс

Сварочная титановая проволока поставляется в бухтах массой не более 50 кг. и наружным диаметром не более 900 мм. На каждой бухте должен быть ярлык со следующей информацией:

данные о предприятии-изготовителе;
обозначение по ГОСТ 27265-87;
указание номера плавки и номера партии;
клеймо ОТК о приемке;
информация о дате изготовления.

Каждая бухта проволоки должна быть упакована в соответствии с требованиями п.1.5.1 ГОСТ 27265-87.

Производители

Россия является одним из лидеров в производстве титана. Европейский рынок не имеет таких запасов этого материала, поэтому несмотря на обширный ассортимент продукции компаний ESAB, DEKA и других мировых лидеров, они не предлагают подобную разновидность проволоки. Титановая сварочная проволока выпускается в основном отечественными производителями. Одним из лучших из них является Чепецкий механический завод в Удмуртии. Производит сварочную проволоку с содержанием водорода в разы меньше, чем допускается в нормативной документации.

Где купить

Продажей сварочной проволоки занимаются компании, представленные в соответствующем разделе. На сайтах поставщиков присутствует обширный сортамент качественных материалов.

Проволока ВТ1

ВТ1-00Cв – самая химически «чистая» российская марка титана. Характеризуется ультранизким содержанием примесей и газов, что определяется сферой применения – сварка титановых изделий марок ВТ1-0 и ВТ1-00.

Используется в качестве присадочного материала для сварных конструкций из титановых сплавов.

Основные характеристики титановой проволоки, применяющейся в основном при аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом:

Производится из технического титана методом холодной или горячей деформации.
Хорошо поддается всем видам механической обработки, сваривается, гнется.
Обладает пластичностью и устойчивым сопротивлением коррозии.
Имеет малый вес.
Сохраняет эксплуатационные характеристики в условиях широкого диапазона рабочих температур.
Обладает химической и биологической инертностью.

Механические

Временное сопротивление Мпа (кгс\мм кв.) — 295-470 (30-48).
Относительное удлинение — не менее 30 %.

Химический состав

Проволока титановая сварочная 5 мм. ВТ1-00св. Фото БВБ-Альянс

титан (T) — до 99,9;
алюминий (Al) — не более 0,2;
суммарное количество прочих смесей — не более 0,1:
- кремний (Si) — 0,08;
- железо (Fe) — 0,15;
- углерод (с) — 0,05;
- кислород (O) — 0,12;
- азот (N) — 0,03;
- водород (Н) — 0,003.
Алюминий добавляет изделию мягкости. Данная марка проволоки относится к самым твердым и чистым среди других титановых материалов.

Предъявляемые требования, ГОСТ

Проволоку производят в соответствии с нормами ГОСТа 27265-87.

Диаметр проволоки и предельные отклонения по нему не должны превышать следующие величины:
- диаметр 1,0 мм — не более 0,1;
- от 1,2 до 3,0 — не более 0,12;
- от 3,5 до 6,0 — 0,16;
- 7,0 — 0,2.
Поверхность должна быть чистой и светлой без цветов побежалости, темных пятен и непротравов.

На поверхности допускается наличие отдельных дефектов глубиной, превышающей нормы на 0,1 мм — при диаметре проволоки до 3,0 мм, 0,2 мм — при диаметре проволоки свыше 3,0 мм.

Особенности

При электронно-лучевой сварке образуемый проволокой BT1-00 шов обладает характеристиками, не уступающими в надежности основным частям. Полученная таким образом конструкция по параметрам может сравниваться с монолитным изделием.

Проволока титановая сварочная 1 мм. ВТ1-00св. Фото БВБ-Альянс

Проволока не обладает высокой жесткостью, однако чрезвычайно пластична и открывает широкие возможности для технологической обработки.

Справка. Каждая разновидность проволоки обладает специфическими характеристиками: медная, полированная, нержавеющая, стальная, алюминиевая, омедненная, порошковая, легированная.

Требования к условиям поставки и хранению

Перевозка проволоки производится всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

Проволока должна храниться в крытых складских помещениях, быть защищенной от механических повреждений и действия активных химических реагентов.

Сортамент, форма выпуска, расфасовка, упаковка

Проволока выпускается производителями в диаметре от 1,0 до 7,0 мм. включительно.

Форма фасовки — бухта, масса которой не должна превышать 50 кг, наружный диаметр — 900 мм. Проволока в бухте не должна иметь слипшихся друг с другом витков.

Каждая бухта должна быть плотно перевязана мягкой титановой проволокой не менее чем в трех местах, упакована в чистую бумагу и сверху обернута мешковиной. Допускается обертывать бухту полотном, клееным из синтетических волокон, или полиэтиленовой пленкой толщиной от 100 до 200 мкм. Упакованная бухта перевязывается шпагатом из натуральных и синтетических волокон по нормативно-технической документации.

Бухты проволоки, отправляемые одному потребителю, соединяют в транспортные пакеты массой не более 600 кг. Пакеты перевязывают в трех-пяти местах проволокой или лентой.

Приобрести проволоку ВТ1-ооСв или другие востребованные марки: ПАНЧ-11, Св08Г2С, ER70S-6, а также прочие виды материалов возможно у поставщиков, которые представлены в соответствующем разделе нашего сайта. Компании реализуют широкий сортамент проволоки для сварки, на сайтах присутствует актуальная информация о характеристиках присадочного материала, его покупке и доставке.

Технология сварки титана

В наши дни никого уже не удивишь изготовлением изделий из титана с помощью сварки. Металл получил широкое распространение, и технология сварки титана достаточно хорошо отработана. В своей основе она опирается на удивительные свойства этого материала. Об особенностях этого процесса мы расскажем в нашей статье.

Подготовка титана к сварке

Подготовительные работы с титаном состоят из обработки кромки деталей, очистки присадочного прутка и обеспечения защиты другой стороны детали. Чтобы предотвратить появление холодных трещин и снизить хрупкость металла во время сварки, желательно снять верхний слой металла, так как в нем содержится большое количество кислорода и азота, а частицы этого слоя могут попасть в сварной шов.

Технология сварки титана подразумевает выполнение разделки кромок с углом раскрытия 60°. Хотя если толщина детали меньше 4 мм, то можно этого не делать. В том случае, когда деталь была изготовлена путем газовой или плазменной резки, желательно удалить не менее 5 мм кромки. Также производится тщательная очистка кромки и присадочной проволоки непосредственно перед началом сварочных работ. Очистка выполняется механически напильником, абразивным кругом, а также с помощью химических средств (ацетона или растворителя).

Согласно технологии сварки титана, следует большое внимание уделить защите обратной стороны деталей и корня шва. Даже если сварочный шов не будет выходить на другую сторону, титан может вступить в реакцию с газами из окружающего воздуха, что возникает даже при температуре +300…+400 °С.

Поддерживайте рабочее место в чистоте. На крупных производствах в сварочном цехе оборудуют специальное место, где выполняются сварочные работы по титану. Здесь не должно быть никаких факторов, которые могут негативно повлиять на качество сварки: сквозняка, пыли, влаги, жира и прочих загрязнений. Все остальные процессы обработки металла (резка, зачистка, краска) должны выполняться в другом месте. Помимо этого, важно контролировать влажность воздуха.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Технология сваривания толстостенных конструкций несколько отличается. Здесь допускается отсутствие защиты детали с другой стороны, если сварочный шов не выходит наружу и деталь сильно не нагревается. Такой результат достигается путем производства коротких швов (по 15–20 мм), между выполнением которых обязательно делается перерыв для охлаждения.

Защита титана при сварке

Титановые сварные соединения выполняются под защитой, которая нужна вплоть до их остывания до температуры +427 °С. Кроме этого, расплавленная сварочная ванна также должна быть под защитой, что не позволит начаться реакции взаимодействия с воздухом. Наиболее распространенными защитными газами являются аргон и гелий. Именно они предусмотрены технологиями сварки титана TIG и MIG.

Защитный газ используется сразу в нескольких направлениях:
- Первичная защита расплавленной сварочной ванны.
- Вторичная защита охлаждающегося расплавленного металла и околошовной зоны.
- Защита обратной стороны сварочного шва.
1. Первичная защита расплавленной сварочной ванны. Грамотный выбор сварочной горелки позволяет обеспечить качественную первичную защиту. Так, чтобы не нарушать технологию сварки титана аргоном TIG, понадобится горелка, оборудованная газовой линзой и большим керамическим соплом. С помощью газовой линзы инертный газ будет подаваться равномерным потоком, а сопло позволит защитить расплавленную сварочную ванну по всей площади. Аргон дает очень стабильную дугу, поэтому чаще используют именно этот газ. Если необходимо глубже проникнуть в металл или работать при более высоком напряжении, то можно использовать смесь аргона и гелия.
Разновидности технологии сварки титана

1. Ручная дуговая сварка.

Выше мы уже говорили о том, что технология сварки титана в первую очередь опирается на качественный шов, что обеспечивается грамотно созданной защитой, причем и остывающих участков свариваемых деталей.

Технология соединения элементов с тонкими стенками допускает сварочную процедуру без обработки кромок или использования присадочной проволоки. В таком случае зазор между кромками составляет 0,5–1,5 мм. Состав присадки должен быть аналогичен основному материалу изделия.

Сварочная технология подразумевает несколько режимов сварочных работ. Работа выполняется током силой 90–100 ампер в том случае, если используется электрод 1,5-2 мм из вольфрама и присадочная проволока 2 мм. При этом толщина деталей не должна быть более 2 мм. Ток силой 120–140 ампер применяют для соединения деталей большей толщины (до 4 мм). При этом он должен быть переменным постоянной полярности.

Также сварочная технология требует соблюдения целого ряда дополнительных условий:
- Ручная процедура предполагает использование короткой дуги, электрод и присадка не должны колебаться. Движение осуществляется точно по шву.
- Сваривание производится углом вперед. В этом случае электрод ориентирован в противоположную от направления движения сторону.
- Сваривание титана с применением присадочного материала осуществляется под углом 90° (электрод относительно материала).
- Важно наладить беспрерывную подачу присадки в сварочную ванну.
- Защитный газ в зону сварки должен подаваться даже после гашения дуги, поскольку он обеспечивает процесс охлаждения. В течение одной минуты материал охладится до температуры ниже +400 °С.
- Качество сварного шва во многом зависит от охлаждения материала. Определить его можно по цвету. Светлый желтый или соломенный цвет шва указывает на хорошее качество, а черный, серый и синеватый оттенок указывает на окислительные процессы, что свидетельствует о сниженном качестве.
Технология полуавтоматической и автоматической сварки аналогична ручной. Большое значение имеет размер отверстия в сопле горелки. ГОСТом установлен диаметр 12–15 мм. Желательно использовать специальные планки и подкладки, чтобы зажечь или погасить горелку.

Рекомендуем статьи по металлообработке

2. Электрошлаковая сварка.

Технология сварки титана и его сплавов зависит от состава материала. Для соединения легированных титановых сплавов чаще всего применяют электрошлаковый метод. Так, для создания сплава ВТ5-1, где в составе есть 5 % алюминия и 3 % олова, больше всего подходит метод прессования и прокатки, в результате чего получаются тонкие листы. Толстостенные изделия создаются путем ковки.

Сваривать толстостенные детали гораздо сложнее. Для этого нужна среда защитного газа аргона и флюс марки АН-Т2. С помощью трехфазного трансформатора в зону обработки подается переменный ток.

Характеристики оборудования имеют определяющее значение. Обязательно должно выдерживаться напряжение 14–16 вольт с силой тока 1600–1800 А. Согласно технологии, зазор между деталями должен составлять 26 мм. Защитный газ аргон подается со скоростью 8 л/мин., а флюс засыпается в объеме 130 г. Качество соединения деталей при данной технологии обуславливается диаметром электрода. 12-миллиметровый электрод позволяет добиться идеальных результатов, а электрод 8 мм может стать причиной снижения прочности на 20 %. Желательно отказаться от использования электродов из легированных сплавов, если вы хотите обеспечить достаточную пластичность металла сварного шва.

3. Контактная сварка.

Контактный способ также подходит для соединения деталей из этого металла. Технология сварки титана, предусмотренная ГОСТом, предполагает оптимальную скорость сваривания материала в размере 2-2,5 мм/сек. Нежелательно превышать данный показатель, дабы не понизить прочностные характеристики металла в зазоре. При технологии контактного соединения этот показатель имеет определяющее значение, ведь скорость процесса довольно высокая. В данном случае кромки деталей не зачищают и не фрезеруют.

Разработаны разные способы контактного соединения заготовок: линейный, точечный и конденсаторный. Для изделий из титана подходит любой из них. Технология каждого способа опирается на определенную толщину заготовок, диаметр электродов и их давление, размеры сварочной пластины, длительность сжатия и скорость прохождения тока через металл. Сочетания данных параметров помогают установить оптимальный режим для достижения наилучшего результата. Это совсем несложный процесс, если все параметры учтены в соответствии с выбранной технологией.

Особенности технологии сварки титана плазмой

Авиационная и космическая промышленность очень часто используют титан и его сплавы. Для создания несущих конструкций обычно применяют металл толщиной не менее 12 мм.

В таком случае может возникнуть много проблем в процессе сваривания деталей, поскольку этот металл имеет очень специфичные свойства. Технология сварки титана такой толщины максимально эффективна, если опирается на электронно-лучевой метод соединения в вакууме.

В то же время сварочное оборудование для этого метода и сама работа стоят довольно дорого. Альтернативным вариантом соединения деталей из титана с высоким качеством сварных швов, большой производительностью и более низкой стоимостью является плазменная сварка титана проникающей дугой. В данном случае происходит сквозное проплавление. При использовании этой технологии ванна жидкого металла во время создания сварного шва удерживается на весу.

Чем толще металлическая заготовка, тем сложнее удерживать жидкую ванну в стабильном состоянии и делать качественный сварной шов. Технология сварки титана толщиной 10–12 мм рассчитана на довольно узкий диапазон сварочных параметров, поскольку очень сложно поддерживать баланс силовых факторов на передней стенке жидкой ванны. В данном случае очень высоки шансы допустить прожог, если гравитационные силы возьмут верх над силами поверхностного напряжения.

Только при низких скоростях сварки можно сформировать сварной шов. Стоит лишь увеличить скорость соединения, как начинается разрушение сварочной ванны и сброс расплавленного металла. Попытки сварки титана большой толщины до сих пор не увенчались успехом.

Если удастся удерживать в стабильном состоянии на весу ванну жидкого металла при сварке титана проникающей дугой, поддерживая соотношение гравитационных и капиллярных сил, то теоретически предельными толщинами для титана могут быть δ=20÷25 мм.

С ростом δ увеличивается вероятность прожога, поскольку нужно снижать поперечные размеры самой жидкой ванны. А это требует повышения концентрации энергии до значений, не достигаемых сжатой дугой.

Если газодинамическое воздействие на переднюю стенку жидкой ванны повышается вследствие увеличения мощности сжатой дуги, то это может привести к неустойчивости силового баланса на передней стенке жидкой ванны, в результате чего появляется прожог.

В ходе практической деятельности доказано, что невозможно увеличить диапазон свариваемых толщин плазмой только через варьирование характеристик сжатой дуги. Важно снизить влияние сжатой дуги на переднюю стенку жидкой ванны, при этом не снижая мощности сжатой дуги. Такое возможно только через подбор оптимального соотношения сжатой дуги и полости кратера.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Сварка титана аргоном

Среди других металлов титан выделяется малым весом и способностью противостоять коррозии. По этой причине он активно используется в производстве сложных узлов для нужд авиации, судостроения, машиностроения. В этой статье мы поговорим о таком виде обработки, как сварка титана аргоном.

Технология и особенности сварки титана аргоном

Сварка титана является сложной задачей, так как для его расплавления требуется очень высокая температура. Однако при сильном нагреве этот металл становится химически очень активным к входящим в состав воздуха газам.

Далеко не каждый знает, но титан, относясь к самым прочным металлам на нашей планете, достаточно часто встречается в природе – даже чаще, чем, например, цинк или медь. Этот металл тусклого серого цвета плавится при 1700 °C. С технической точки зрения его основная ценность, как мы уже говорили, состоит в высокой стойкости к ржавлению, а также относительно небольшой теплоте при сваривании.

Температура плавления сплавов титана зависит от марки и колеблется в пределах 1470 – 1825 °C. По сравнению с другими разновидностями металлов, они отличаются легкостью (за счет низкой плотности) при высокой прочности, из-за чего их используют в качестве материала для велосипедных рам, деталей гоночных авто. Но нужно понимать, что специфические свойства сплавов превращают их сварку в сложный процесс.

Необходимо отметить, что металл может находиться в одной из стабильных фаз, их обозначают латинскими буквами α и β:
- Фаза α представляет собой состояние при температуре окружающей среды, при этом у металла мелкозернистая структура, он полностью инертен к скорости охлаждения.
- Фаза β достигается при температуре от 880 0 С: зерно становится крупнее, возникает чувствительность к охлаждению (скорости процесса).
Указанные фазы стабилизируют при помощи добавок и легирующих элементов: O, N, Al (для α) или V, Cr, Mn (для β). По этой причине все титановые сплавы принято разделять на группы в соответствии с использованным типом присадок:
- ВТ1 – ВТ5.1 Это так называемые α-сплавы. Отличаются пластичностью, хорошо свариваются, но их прочность не повышается за счет термообработки.
- ВТ 15 – 22. β-сплавы, которые свариваются хуже, нередко с появлением холодных трещин. На качестве соединения сегментов негативно отражается тот факт, что во время сварки зерна структуры увеличиваются в размерах. Однако термообработка позволяет частично повысить прочность сплава.
- ВТ4 – 8, ОТ4. Группа α + β. Свойства таких промежуточных сплавов зависят от вида и доли использованных добавок.
Стоит более подробно остановиться на свойствах титана, из-за которых возникает сложность сварочных работ:
- плотность 4,51 г/см³;
- прочность 267 – 337 Мпа;
- температура плавления 1668 0 С;
- низкая теплопроводность;
- возможность самовозгорания при нагреве до 400 °C и контакте с кислородом;
- окисление углекислотой;
- образование твердых, но хрупких нитридных соединений при нагреве до 600 °C и прямом контакте с азотом;
- способность поглощать водород при достижении 250 °C;
- увеличение зерна при 880 °C и выше.
Повышение температуры до отметки 400 – 500 °C и более является критичным для титана. Сильный нагрев влечет за собой резкое повышение химической активности, из-за чего металл вступает в реакцию с атмосферным воздухом. Все это негативно отражается на прочности сварного шва, образуются гидриды, нитриды, карбиды, пр. Несоблюдение ГОСТа чревато тем, что шов не выдержит даже легкого удара.

Проведенная по всем правилам сварка аргоном обеспечивает прочность шва 0,6 – 0,8 от показателя самого металла.

Для сварных швов действует ГОСТ Р ИСО 5817-2009, он фиксирует качество сварки таких металлов: стали, титана, никеля, их сплавов, максимально допустимые уровни дефектов изделия.

Чистый титан мало используется в производстве из-за недостаточной прочности. Поэтому если речь идет, например, о сварке титана аргоном, подразумевается какой-либо его сплав, иными словами, титан и легирующий элемент.

Как правильно подготовить детали для сварки титана аргоном

Сварка титана аргоном проводится при полной изоляции свариваемых поверхностей от атмосферы, поэтому чаще всего применяются автоматическая или полуавтоматическая технология.

Безусловно, ручная сварка этого металла возможна, но для нее используется специальная горелка с керамическим соплом: через нее под давлением подается инертный газ, аргон, который вытесняет воздух.

На схеме показаны приспособления для защиты шва газом и его подачи в повышенном объеме.

Перед сваркой титана аргоном подготавливают кромки и присадки, поэтому также приводим таблицу разделки кромок.

Необходимо зачистить металлические поверхности стальной щеткой, «шкуркой», обезжирить.

Одним из самых распространенных растворителей для обезжиривания металлических поверхностей является ацетон, но у него резкий запах, он довольно токсичен. Об этом говорит тот факт, что ацетон относится к 4 классу опасности. При вдыхании в течение небольших отрезков времени его умеренных и высоких концентраций появляется раздражение глаз, дыхательных путей, повышенная частота пульса, головные боли, тошнота, рвота и даже возможна клиническая кома.

Поэтому стоит выбирать более безопасные, но эффективные составы для очищения поверхности металла. Один из вариантов – денатурированный спирт, его наносят на металл безворсовой тканью. Это спирт с добавками, из-за которых его употребление в пищу становится невозможным. С одной стороны, они имеют ужасный вкус, а с другой – вызывают рвоту, и даже могут стать причиной слепоты.

Перед соединением детали из титана подвергают травлению смесью соляной кислоты с водой и фторидом натрия в следующей пропорции: 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. На травление уходит около 10 минут при 60 – 65 °C.

Еще один способ, позволяющий удалить оксидную пленку – это смесь из 2 – 4 % фтористоводородной кислоты и 30 – 40% азотной кислоты. Травление длится 30 секунд, а температура не превышает 60 °C.

После этого металл тщательно шлифуют при помощи наждачной бумаги до № 12, проволочных щеток, шабер. Важно убедиться, что получились ровные края деталей без заусенец и трещин. Аналогично зачищается и присадочная проволока для сварки титана аргоном. Далее пора переходить к сварке.

Работа в среде защитного газа аргона ведется с помощью присадочных материалов. Последние делятся на группы по составу (палладий, ванадий, алюминий) и содержащейся в них доле кислорода. В таблице есть характеристики присадок из титана и его сплава:

Очень важно, чтобы прутки и проволока при сварке титана не выходили из-под газовой защиты, так как присадки загрязняются на воздухе.

Аргонодуговая технология требует применения постоянного тока прямой полярности и вольфрамовых электродов. Иногда приходится использовать специальные приспособления, в которые поступает инертный газ, вытесняя воздух.

Возможна сварка титана аргоном при помощи медных, стальных подкладок. В них делают отверстия для подачи газа.

Для соединения труб используют специальные фартуки с разным закруглением, чьи характеристики определяются диаметром трубы.

Полуавтоматическую или автоматическую технологии осуществляют в специальной капсуле, заполненной аргоном либо гелием. Если речь идет о трубах, их не помещают в защитную среду, а герметизируют и заполняют аргоном.

Еще одно немаловажное требование к такой работе – это наличие перчаток на руках, ведь даже чистые руки оставляют на кромке потожировые следы. Последние негативно сказываются на качестве сварного шва.

Методы сварки титана аргоном

Сварка титана осуществляется как «холодным» методом, так и методом дугового флюса либо при помощи плазменно-дуговой сварки. Однако наибольшее распространение получил метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, так называемая TIG-сварка.

Для соединения деталей крупного сечения применяют метод электрошлаковой сварки аргоном.

Немаловажное значение играет вид сплава. Так, напомним, что титан марки ВТ1-ВТ5 отлично сваривается, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый, относительно слабый шов, но закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов считаются промежуточными.

Сегодня используются следующие виды контактной сварки аргоном:
- стыковая;
- точечная;
- роликовая;
- конденсаторная стыковая (для труб).
При работе с использованием флюса в ход идет бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

Ручная сварка сплавов с титаном аргоном производится постоянным током прямой полярности в пределах 90 – 200 А. Отметим, что этот показатель зависит от толщины соединяемых деталей, калибра электрода и диаметра присадочной проволоки.

Следите за цветом получившегося шва. Если перед вами яркий серебристый шов, все хорошо. Тогда как желтоватый или голубой оттенок говорит, что рано прекращена подача защитного газа. Самый худший вариант – это серые, темно-синие или белесые швы, поскольку их нужно полностью удалять и качественно зачищать стыки для повторного соединения. Для зачистки берут щетку для металла из нержавейки.

Нюансы ручного режима сварки титана в аргоне

Добиться прочного шва при сварке титана аргоном удается за счет обеспечения чистоты поверхности деталей и присадки. Другим обязательным условием является правильная настройка сварочного аппарата. При несоблюдении техники сварки аргоном на месте шва всегда появляются сварные дефекты. Прежде чем приступать к работе, выполните продувку и прочистку горелки, защитной насадки. Не забывайте про подкладки для обратной стороны шва – с их помощью можно проверить наличие воздуха в системе.

Сварка ведется без предварительного нагрева. Исключение составляют ситуации, когда возможна влажность, наличие конденсата на титане – тогда нужен нагрев до 70 °C.

При TIG-технологии рекомендуется высокочастотное зажигание для дуги. Когда вы работаете с присадкой, длина дуги равна 1 – 1,5 сечения электрода. Если сварка аргоном производится без присадки, этот параметр соответствует диаметру вольфрамового электрода. Помните, что в царапинах, образующихся на металле при касании вольфрамовых электродов, остаются частицы вольфрама. Когда все работы завершены, затухание дуги должно происходить постепенно, для этого плавно понижайте ток. Защиту сварного шва, околошовной зоны обеспечивают и после выключения дуги, когда температура опускается до 427 °C.

При соединении аргоном тонкостенных деталей зазор между кромками должен составлять 0,5 – 1,5 мм. В этом случае можно не формировать кромки и отказаться от присадочной проволоки. Кстати, последняя должна совпадать по составу с основным свариваемым металлом.

Сварка титана аргоном предполагает такие режимы: если используется вольфрамовый электрод диаметром 1,5 – 2 мм и присадочная проволока диаметром 2 мм, а толщина свариваемых заготовок составляет 2 мм, нужно выдерживать ток 90 – 100 ампер. Повышение толщины металла до 4 мм позволяет варить его током в 120 – 140 ампер. И самое главное, о чем нужно помнить: для работы с титаном и его сплавами используется переменный ток постоянной полярности.

Также есть ряд других существенных условий для качественной сварки титана аргоном:
- Для ручной технологии используется короткая дуга, не допускаются колебания электрода, присадки. Сварщик осуществляет движение вдоль шва.
- Сваривание ведется углом вперед, то есть электрод должен быть направлен в сторону, противоположную направлению движения.
- Угол между присадкой и электродом 90°.
- Присадка подается в сварочную ванну непрерывно.
- После гашения дуги защитный газ продолжает подаваться, обеспечивая охлаждение ниже 400 0 С, в среднем на это уходит минута.
Дальнейшее охлаждение металла является гарантией качественного шва. Вы можете определить это по цвету. В норме шов светлый, соломенный, желтый. А вот серый, синеватый или черный говорят об окислении, что плохо сказывается на качестве.

Технология сварки аргоном полуавтоматом или автоматом совпадает с ручной. Единственный нюанс, о котором нельзя забывать – отверстия в сопле горелки. В соответствии с ГОСТ их диаметр равен 12 – 15 мм. Зажигать и гасить горелку рекомендуется на специальных подкладках, планках.

Как выполняется автоматическая сварка титана

Для этого используется вольфрамовый электрод. Причем размер отверстий сварочной горелки должен находиться в пределах 12 – 15 мм. Также нужно учесть, что соединение неплавящимся электродом лучше проводить постоянным током прямой полярности.

Высокая активность титана вынуждает зажигать и гасить горелку на специальных планках, вне изделия. Как и при ручной технологии, газ подают еще 1 минуту после гашения дуги, защищая шов и переходную зону от окисления. Далее представлены режимы для автоматической сварки титана аргоном в защитных газах и под флюсом:

Читайте также: