Травление проволоки перед сваркой

Обновлено: 20.09.2024

Всем доброго вечера! Возник такой вопрос. При подготовке поверхности алюминия под пайку/сварку сначала используют NaOH, для удаления оксидной плёнки, а затем используют HNO3 для осветления. После осветления образуется опять оксидная плёнка.

Вот Вопрос: зачем проводить осветление перед сваркой/пайкой, если образуется оксидный слой. который мы сначала удаляли? Образуется более тонкая или пористая плёнка? гуглил, но чёткого ответа не нашёл. К тому-же в некоторых источниках указано, что HNO3 используют для удаления продуктво после обработки NaOH.

P.S. я знаю, что после удаления оксидного слоя новый слой образуется сразу

Всем заранее спасибо за помощь!

Просьба не хамить мне,а не то буду жмать кнопку жалоба

Удовольствие от высокого качества длится дольше чем радость от

Вот Вопрос: зачем проводить осветление перед сваркой/пайкой, если образуется оксидный слой. который мы сначала удаляли? Образуется более тонкая или пористая плёнка? гуглил, но чёткого ответа не нашёл. К тому-же в некоторых источниках указано, что HNO3 используют для удаления продуктво после обработки NaOH.

Пленка образуется моментально , иначе бы после травления можно было бы варить DC током (постоянным прямой полярности) .

Ну и травят для того чтобы оксидная пленка после травления была минимальной , так как оксидная пленка содержит влагу и влага поставщик водорода , который главный виновник пор , ну и если пленка тонка и еще не окрепла то AC дуга (переменный ток) расправится с нею гораздо быстрее и легче , да и баланс можно поставить максимально в пользу минуса.

Осветление для удаления шлама (который тоже помешает сварке) и дюраль вся покрывается чернотой , АМГ в основном торцы , АМЦ практически не чернеет , но если есть раствор то можно да и нужно опустить и его на пару сек. АК темнеет но не до черноты но для него нужен другой состав осветления .

У меня для осветления универсальный состав, который я к сожалению не знаю мешали химики еще во времена СССР и он до сих пор рабочий.

Georgii,а щетка с борфрезами не помогает или вы хотите именно химией очищать?

тоже думали об этом, но нам надо для научных целей, а химическая подготовка даст более равномерное удаление слоя по всей поверхности.

http://chem21.info/info/1785005/

P1150249.JPG P1150248.JPG

Премного благодарен за подробный ответ!

Мы паяем вневакуумным электронным лучем. Нам для научных исследований надо. чтобы пробы были подготовлены все одинаково и достаточно равномерно (это почему мы отказались от мех обработки). К тому-же мы ещё и без флюса должны паять,

Есть такое предположение: после осветления образуется более тонкая оксидная плёнка и она тормозит дальнейший её рост. А если без осветления, то образовавшаяся плёнка будет расти быстрее. Кто-нибудь может опровергнуть или подтвердить это предположение?

Младший сектант Форсаж

Премного благодарен за подробный ответ!
Мы паяем вневакуумным электронным лучем. Нам для научных исследований надо. чтобы пробы были подготовлены все одинаково и достаточно равномерно (это почему мы отказались от мех обработки). К тому-же мы ещё и без флюса должны паять,

Не отвечайте ему, пока тему не создаст с описанием этой технологии с реальными фото)))
А с Вас тема по пайке вневакуумным электронным лучем подробная. А то все как за инфой, так сюда, а как информацией делиться, так некогда.

Химическое травление делают в сложных конструкциях. Но механическая обработка даже после травления предпочтительнее. Шабером кромки обрабатывают и кромку перед сваркой.

Почему? Ответ прост.

согласен. Хотелось бы на это посмотреть! А источник энергии на орбите и преобразует солнечную энергию. Источник излучения с орбиты попадает с микронной точностью. поэтому не нужна вакуумная камера!

зарабатываем и получаем удовольствие от процесса.

это с чего?

Почему? Ответ прост.

По логике, во время хим обработки (при полном помещении детали в ёмкость) то реагировать будет вся поверзность практическиодновременно. Поэтому и был выбран химический способ подготовки.

На счёт темы вневакуумной электроннолучевой пайки:

Georgii,не знаю ваши тебования, вот рекомендация из 70-х.

Прикрепленные изображения

Kondor416,интересуетесь?

Спасибо за овтет, но в шапке я писал про этот метод. Вопрос был в том, зачем проводится осветление алюминия, если из-за него образуется оксидная плёнка (которая всё-равно образуется после травления в NaOH). Если единственная причина это удаление продуктов после травления, то мой вопрос отпадает.

Это электроннолучевая сварка в вакууме, а у меня вневакуумная электроннолучевая сварка

А если есть ещё как-либо причина (оксидный слой после осветления достаточно тонкий и не даёт пленки расти быстро на воздухе), то вопрос остается.

Опять же, много писать) Интересует от вывода пучка в атмосферу и до готового шва или только как выглядит установка и получаемые швы?)

Интересует от вывода пучка в атмосферу и до готового шва или только как выглядит установка и получаемые швы?)

Кратко, отдельной темой:

1. Такой то метод.

2. Такая то установка(фото)

3. Свариваемые, спаиваемые материалы такие то.

4. Фото швов/пайки.

с видео хотя бы или это засекречено? Несколько разных сайтов, несколько статей но все идентичные. Данных нет. А то что применяется в автомобилестроении . На заборах много чего написано, но не все правда

с видео хотя бы или это засекречено? Несколько разных сайтов, несколько статей но все идентичные. Данных нет. А то что применяется в автомобилестроении . На заборах много чего написано, но не все правда

Ну да примерно так и есть и они только в начале пути .

В вакууме да варят давно и наши даже были в переди планеты всей . Впрочем я думаю можно и без вакуума ну например под защитой аргона и электронный луч "убьет" оксидную пленку так как мощность большая и сфокусированная на единицу площади приходится , вот лазер и он хуже фокусируется но пленку "убивает" то есть пленка просто испаряется до того как начал плавится металл.

В прочем есть ультра звуковые паяльники и они с легкостью убивают пленку и думаю придет время и додумаются (я уже думаю ) совместить ультразвук с ТИГ дугой , лазером или электронным лучом.

Georgii , а вообще вам сюды и они знают про электронный луч больше чем немцы

Нет, ну если это коммтайна и в разработке тогда понятно, не надо тему. Я думал это уже на потоке поставленно.

Нет, ну если это коммтайна и в разработке тогда понятно, не надо тему. Я думал это уже на потоке поставленно.

На Чипе несколько лет назад выложили сайт немцев кои утверждали что разработали способ сварки алюминия на прямой полярности (минус) , и пользуют его. Но на самом деле не чего нового , гелий и это мы без их знали.

с видео хотя бы или это засекречено? Несколько разных сайтов, несколько статей но все идентичные. Данных нет. А то что применяется в автомобилестроении . На заборах много чего написано, но не все правда

Если говорить про процесс пайки, то пока не могу показывать видео. А что касается других процессов, таких как сварка, резка, аддитивка, термообработка, то могу одно видео выложить. Вот только честно признаеюсь. к своему стыду. но я не нашёл как здесь можно загружать видео и не смог найти раздел FAQ. Подскажите пожалуйст как это сделать?

Ну да примерно так и есть и они только в начале пути .

Спасибо за информацию, надо будет с ними как-нибудь связаться. Вообще мы очень давно с Томском сотрудничаем, там чоень хорошие специалисты по вневаккуумной электроннолучевой технике.

Плёнку можно ещё пробивать за щёт эффекта катодной очистки дуги при dc+ подключении.

А вот тут не соглашусь Гелий не нужен. Гелий хорошо и даст результат для ТИГ но дорого и для гражданки не сильно применимо, т.к. гелий сам дорогой да расход большой и еще горелка нужна мощная и охлаждать сильно надо. На прямой полярности плазмой хорошо алюминий варится и мы такой варили за один проход без разделки кромок 20мм. Завод говорит, что и 25мм можно и это без подогрева! Лично я не успел в этом поучаствовать.

А так да, новое - это хорошо забыто старое.

Если говорить про процесс пайки, то пока не могу показывать видео. А что касается других процессов, таких как сварка, резка, аддитивка, термообработка, то могу одно видео выложить. Вот только честно признаеюсь. к своему стыду. но я не нашёл как здесь можно загружать видео и не смог найти раздел FAQ. Подскажите пожалуйст как это сделать?

Видео через ютуб как ссылка вставляется и все получается.

Пайка . честно говоря, пайка как и сварке, не сильно различимы. И аддитивные технологии все показывают, кому не лень. Но нет реального использования. Я знаю один проект, засекреченный, там это дело пошло. Т.е. анализ полученного изделия удовлетворительного качества получается и пор нет и пластичность детали и . В общем все хорошо. И это только пока одним методом доступно и только одна компания это сделала. А лазером и т.п. много кто предлагает, но структура метала оставляет желать лучшего.

Пайка . Ну тут все просто - припой нужен соответствующий. Есть и свои подвохи и нюансы, но это уже дело технологий. Как пайка оцинкованных кузовов автомобилей припоем CuSi3 лазерным лучем. Но это реально работает и относительно дешево.

Гелий не нужен. Гелий хорошо и даст результат для ТИГ но дорого и для гражданки не сильно применимо, т.к. гелий сам дорогой да расход большой и еще горелка нужна мощная и охлаждать сильно надо. На прямой полярности плазмой хорошо алюминий варится и мы такой варили за один проход без разделки кромок 20мм. Завод говорит, что и 25мм можно и это без подогрева! Лично я не успел в этом поучаствовать. А так да, новое - это хорошо забыто старое.

Игорь , плазма есть плазма но с гелием все равно лучше будет , но гелий плохо действует на саму дугу и напряжение подпрыгивает в два три раза и по сему смесь аргон+гелий будет оптимально по качеству и цене.

Ну и теперь и мы уже говорили об этом про плазму , и вот море забугорных видео пересмотрел и искал плазмо - дугу в виде иглы но так и не нашел и плазма у них размазана и тиг дуга бывает намного фокусирование , а вот горелка СССР давала дугу в виде иглы , которая без труда испаряла пленку на АЛ.

и это не оспоримое преимущество так как мощь на единицу площади возрастает многократно и она способна испарить пленку оксида алюминия.

Вот я даже тиг дугой на прямой полярности испарял оксид , но дуга супер короткая в районе 0,3мм и присадку в такой зазор не подать .

Подготовка под сварку деталей из алюминия и его сплавов

При сварке деталей из алюминия и его сплавов предъявляются особые требования к подготовке деталей, материалов и оборудования. Среди сварщиков, занимающихся изготовлением конструкций из алюминия, бытует выражение: "Хорошо подготовлено — наполовину сварено".

Другие страницы по теме

Подготовка под сварку деталей из алюминия

Имеется ряд рекомендаций по подготовке поверхностей алюминиевых деталей и проволоки, которые отличаются от рекомендаций для стали. Например, не допускается зачищать поверхность под сварку абразивами, наждачной бумагой, дробеструйной обработкой и т. п. Помимо механической обработки кромок свариваемых деталей для придания им рациональной формы, облегчающей выполнение соединений, подготовка деталей под сварку и подготовка проволоки к сварке включает очистку их поверхности от загрязнений и оксидов.

Имеется большое количество рецептов подготовки поверхности под дуговую (лучевую); под точечную (шовную) сварку; для получения клеесварных соединений. Однако различия в подготовке невелики.

Подготовка деталей под сварку дуговую (лучевую) .

Для выполнения сварных соединений I и II категории обязательной является химическая обработка поверхностей перед сваркой.

В производственной практике широкое распространение получил следующий процесс подготовки алюминиевых деталей и проволоки к сварке.

1. Прежде всего их поверхность очищают от консервирующей смазки и загрязнений, протирая ее ветошью, смоченной в бензине, уайт-спирите или других органических растворителях. В серийном производстве свариваемые детали обычно обезжиривают в негорячем водном растворе, содержащем 10 г/л NaOH, 40—50 г/л тринатрийфосфата Na₃PO₄ - 12Н₂O, 5 г/л натриевого жидкого стекла Na₂SiO₃. Продолжительность процесса обезжиривания зависит от степени загрязненности поверхности металла и от температуры. При температуре раствора 60—70°С длительность обезжиривания обычно не превышает 3—5 мин.

2. После обезжиривания детали или проволоку погружают в 5%-ный водный раствор щелочи (NaOH или КОН), нагретый до 60—70°С. В результате взаимодействия со щелочью оксидная пленка стравливается с поверхности в течение 2—3 мин. После этого остатки щелочи и продукты реакции смывают с поверхности деталей сначала горячей, а затем холодной водой, одновременно протирая их волосяными щетками.

3. Сразу же после промывки детали пассивируют в 20%-ной азотной кислоте (HNO₃), нагретой до 60—70°С. За 5—7 мин пребывания в растворе поверхность деталей покрывается новым, более плотным слоем оксида алюминия. Извлеченные из азотной кислоты детали промывают в холодной, а затем в горячей воде и сушат подогретым воздухом.

Обезжиривание и травление поверхности проволоки проводят по технологии, принятой для основного металла. Дополнительная обработка может быть различной: вакуумная сушка проволоки; механическая зачистка поверхности в специальном приспособлении; химическое или электрохимическое полирование поверхности.

Следует особо остановиться на подготовке поверхности деталей и проволоки из алюминий-литиевых сплавов.

При ручной дуговой сварке деталей из тонколистовых полуфабрикатов отмечается повышенная склонность соединений к образованию пор по границам шва, которая, снижая прочность сварного соединения при циклических нагрузках, существенно ограничивает область применения этих перспективных сплавов.

Установлено, что возникновение пористости связано с окислением поверхностных слоев при технологических нагревах и наличием в окисленном слое гидридов лития и магния, диссоциирующих при сварочном нагреве с выделением атомарного водорода, который попадает в расплавленный металл сварочной ванны.

Анализ полученных данных позволяет сделать заключение о том, что слой оксидов на основе MgO и Li₂O у листов, подвергающихся нагреву до температуры не выше 400°С, имеет толщину 0,03—0,035 мм. Так как этот слой наиболее гигроскопичен, его удаление должно приводить к снижению пористости металла сварных швов. Поэтому была предложена технология подготовки кромок, включающая химическое фрезерование (глубокое травление) в растворе NaOH на глубину 0,04—0,05 мм.

Травление на глубину 0,04—0,05 мм позволило полностью исключить пористость на границах швов. Наблюдались отдельные рассеянные в металле шва поры размерами 0,1—0,15 мм, не превышающими допускаемых по техническим условиям. Методом гидростатического взвешивания установлено высокое качество сварных швов, полученных после травления образцов на глубину до 0,05 мм (табл. 1). Аналогичные результаты получены при автоматической сварке.

Таблица 1. Пористость швов на тонколистовых полуфабрикатах .

Подготовка под сварку свариваемых кромок	Толщина удаляемого слоя, мм	Суммарный объем пор см 3 на 100г металла
Травление в 15% растворе NaOH (80 o C, 15 минут) и в 15% растворе HNO₃ (50 o C, 2 минуты)	0,01-0,02	0,2146-0,3318
Химическое фрезерование (глубокое травление) растворе, содержащем 200 г/л NaOH и 8 г/л Al (80 o C, 15 минут)	0,04-0,05	0,0189-0,0245

Суммарный объем пор определен методом гидростатического взвешивания.

Подготовка деталей под сварку точечную (шовную)

Основной целью подготовки поверхности под контактную точечную сварку является достижение минимального и стабильного сопротивления в сварочном контакте электрод-деталь и стабильного невысокого сопротивления в контакте деталь-деталь. Наряду с этим необходимо обеспечить постановку большего числа сварных точек на свариваемой детали без зачистки рабочей поверхности электродов.

Влияние естественных пленок на выделение теплоты при контактной точечной сварке тонких деталей из алюминиевых сплавов значительно больше, чем при сварке более толстых, что вносит дополнительные технологические сложности. Внешняя поверхность свариваемых деталей подплавляется с образованием наружных выплесков, прожогов, а рабочая поверхность сварочного электрода после постановки уже нескольких первых точек выхолит из строя.

Исследованиями установлено и производственным опытом подтверждено, что объективной характеристикой качества подготовки поверхности, например, алюминиевых сплавов типа Д16 под контактную точечную сварку является контактное сопротивление участка сварки. Допустимое сопротивление ограничивается значением 150 мкОм. Кроме того, при подготовке поверхности необходимо обеспечить сохранность плакирующего слоя свариваемых листов, особенно малых толщин. Эти требования выполняются при химической подготовке, которая является наиболее удобным и надежным способом обеспечения удовлетворительного качества поверхности.

Например, технологический процесс химической подготовки листов из сплава Д16Т толщиной 0,5—0,6 мм включает в себя следующие операции:

1. Обезжиривание деталей в 2%-ном водном растворе моющего препарата при температуре 60—70°С в течение 2—3 мин.

2. Промывку деталей в теплой (35—50°С) проточной воде многократным погружением (5—8 раз).

3. Травление деталей в водном растворе NaOH (концентрация 40— 60 г/л, температура 35—45°С, длительность травления 30—60 с).

4. Промывку деталей в теплой (35—50°С) проточной воде многократным погружением (5—8 раз); смена воды — из расчета 15 л на 1 м 2 поверхности детали.

5. Промывку деталей в холодной проточной воде многократным погружением (5—8 раз); смена воды — из расчета 25 л на 1 м 2 .

6. Осветление деталей в водном растворе азотной кислоты (концентрация 200—250 г/л, температура 16—30°С, 2—5 мин).

7. Промывку в проточной воде многократным погружением (5—8 раз); смена воды — из расчета 25 л на 1 м 2 .

8. Пассирование деталей в водном растворе ортофосфорной кислоты (Н₃РO₄) и калиевого хромпика (К₂Сr₂O₇): концентрация H₃PO₄ — 50—120 г/л, К₂Сr₂O₇ — 0,5—1,2 г/л; температура 26—34°С, длительность травления 15— 20 мин; отношение Н₃РO₄ к K₂Cr₂O₇ поддерживается на уровне 100:1.

9. Промывку деталей в холодной проточной воде многократным погружением (5—8 раз); смена воды из расчета 25 л на 1 м 2 .

10. Сушку деталей в подогретом до 40—60°С воздухе.

11. Проверку контактного сопротивления образцов и свариваемых Деталей (контактное сопротивление должно иметь минимальные значения и быть стабильным).

Прессованные профили, механически обработанные детали и неплакированные листы перед травлением в ортофосфорной кислоте обрабатывают (травят) в растворе азотной кислоты 25—30%-ной концентрации в течение 1—1,5 ч при температуре 15—25°С с последующей промывкой в холодной проточной воде. Травление в азотной кислоте применяют для получения на поверхности деталей слоя чистого алюминия (не более 3% от толщины детали), при образовании которого улучшаются условия формирования сварного шва (уменьшается количество наружных выплесков и увеличивается промежуток времени до зачистки электродов).

Травленые детали тщательно промывают в холодной проточной воде и протирают жесткими волосяными щетками или хлопчатобумажными салфетками, затем сушат в камерах при температуре до 75°С или на воздухе, а после сушки хранят закрытыми от пыли, влаги и загрязнений.

Подготовка поверхностей под склеивание

Состояние поверхности склеиваемых металлов играет существенную роль, и основным требованием, предъявляемым к поверхности под склеивание, является обеспечение высокого и стабильного уровня адгезионных сил на границе раздела клей-металл.

Для достижения повышенной адгезионной прочности клеевого соединения при подготовке поверхности под склеивание используются различные методы, обеспечивающие оптимальное смачивание поверхности металла клеем и его растекание. Наиболее высокая прочность на сдвиг клеевых соединений из алюминиевых сплавов достигается в случае анодирования, наименьшая — в случае зачистки наждачной бумагой.

В отечественной практике основным способом подготовки поверхностей склеиваемых деталей из алюминиевых сплавов является анодирование в серной и хромовой кислотах. Второй вариант более совершенен: при анодировании в хромовой кислоте анодная пленка, как правило, не отслаивается от металла. Существуют и другие способы подготовки поверхности деталей из алюминиевых сплавов под склеивание. Один из них — химическое травление в смеси серной и хромовой кислот, так называемый пиклинг-процесс. Сначала детали обрабатывают в парах трихлорэтилена (5 мин), затем помешают в жидкий трихлорэтилен (15—20 мин) и после промывки в холодной воде обрабатывают в растворе серной кислоты (22,5 мас. ч.), бихромата натрия (7,5 мас. ч.) и воды (70 мас ч.). Травление осуществляется при температуре 60—65°С в течение 20—30 мин. После промывки детали подвергаются сушке на воздухе при температуре не выше 65°С. Обработанные этим способом детали пригодны для склеивания в течение 7 сут.

Для повышения адгезионной прочности и стабилизации уровня адгезии композиций применяют адгезионный грунт, который наносится на подготовленную поверхность и подвергается сушке при температуре 20°С в течение 30 мин. После этого на поверхности склеиваемых деталей наносят клей и отверждают его.

Адгезионный грунт позволяет обеспечить защиту подготовленной к склеиванию поверхности металла, сохранить ее активность и повысить адгезионную прочность клеевого соединения при его эксплуатации в условиях повышенной влажности при температуре 50—70°С.

Подготовка деталей и материалов под сварку

Сварное соединение высокого качества может быть получено только при условии выполнения всех мероприятий по предотвращению попадания в зону сварки каких-либо загрязнений, помещение или участок для проведения газоэлектричрхкой сварки алюминия должны быть чистыми, сухими, не пыльными, скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек; свариваемые детали и присадочная проволока должны быть подвергнуты специальной обработке по их очистке; в качестве защитных газов можно применять лишь аргон чистый марки А по ГОСТу 10157—62 и гелий ВЧ (высокой чистоты) по МРТУ 51-04-23-64; газоподводящую арматуру, шланги и сварочную горелку следует тщательно промывать спиртом перед началом сварочных работ и регулярно очищать и промывать в процессе работы.

Очистка сварочной проволоки заключается в удалении консервационной смазки растворителем (бензином) или горячей (80— 90° С) водой и в химической обработке для удаления окисной пленки с поверхности проволоки. Расконсервацию и химическую обработку следует проводить на специальном участке вне помещения, выделенного для проведения сварочных работ. Химическая обработка сварочной проволоки может быть осуществлена несколькими способами, однако на практике наиболее часто применяют обработку по следующей технологии:

1) травление в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
2) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
3) осветление в 15—30%-ном растворе азотной кислоты HN03 при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
4) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
5) сушка при температуре, не ниже 60° С до полного удаления влаги.

Если химически обработанная и высушенная сварочная проволока не может быть сразу же использована для сварки, то хранить ее необходимо в специальном плотно закрывающемся шкафу или - ящике. Обычно считают, что срок хранения обработанной проволоки не должен превышать 12 ч. Опыт работы показывает, однако, что такое требование справедливо; лишь при сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой малых диаметров (1—1,6 мм) на малых токах (до 100 а). При сварке же плавящимся электродом на токах свыше 400 а проволокой диаметром 4—5 мм этот срок может быть увеличен до 1—1,5 суток без ущерба для качества сварного соединения при условии соблюдения правил хранения обработанной проволоки. Очищенную проволоку можно брать только в чистых перчатках или рукавицах, чтобы не загрязнить и не нанести на поверхность проволоки жировых остатков.

Свариваемые детали или их кромки также нуждаются в тщательной обработке. Предпочтительно очистку деталей под сварку производить также химической обработкой по приведенному выше режиму, причем небольшие детали желательно обрабатывать целиком, а детали большого размера подавать на сварку целиком обезжиренными и с химически обработанными на расстоянии до 100 мм от стыка сварочными кромками.

По наблюдениям авторов и других исследователей на сварных соединениях небольших размеров целесообразно проводить зачистку кромок шабером непосредственно перед сваркой. Помимо зачистки стыка, необходимо еще удалять окисную пленку шабером или стальной проволочной щеткой в месте токоподвода. При невозможности проведения химической обработки крупногабаритных деталей в некоторых случаях после предварительной экспериментальной проверки можно зачищать кромки стальными проволочными щетками с предварительной и последующей протиркой зачищаемой поверхности спиртом или ацетоном. Желательно, чтобы проволока щеток была из нержавеющей стали диаметром не более 0,2 мм, так как более толстая проволока делает глубокие царапины, являющиеся источниками дефектов. В процессе работы щетки необходимо периодически промывать в каком-либо растворителе.

Допустимые сроки хранения деталей, подготовленных под сварку, те же, что и для обработанной присадочной проволоки, но при условии хранения деталей в сухом и теплом помещении с закрытыми чистыми чехлами сварочными кромками. В случае, когда длительность промежуточных технологических операций (монтаж, контрольные операции и т. д.) превышает допустимые сроки между зачисткой деталей и их сваркой, следует применять сварку плавящимся электродом большого диаметра и принимать все меры по предотвращению загрязнения кромок свариваемых деталей на промежуточных операциях.

При многопроходной сварке перед наложением каждого доследующего валика следует тщательно зачищать поверхности шва и разделки проволочными щетками и протирать их спиртом или ацетоном.

Технология сварки титана и его сплавов

Высокая химическая активность металла при высокой температуре, особенно в расплавленном состоянии. Поэтому необходима надежная защита от воздуха не только сварочной ванны, но и остывающих участков шва и околошовной зоны, пока их температура не снизится до 250-300°С. Требуется защита и обратной стороны шва даже в том случае, если металл не расплавлялся, а только нагревался выше этой температуры.

Склонность титановых сплавов к росту зерна металла в нагретых до высоких температур участках. Это затрудняет выбор режима сварки - такого, при котором нагрев околошовной зоны был бы минимальным.

Высокая температура плавления титана требует применять концентрированные источники нагрева. Низкая теплопроводность титана приводит к снижению эффективности источника нагрева по сравнению со сваркой сталей.

Поры и холодные трещины сварных соединений титана возникают из-за вредных газовых примесей и водорода. Поэтому необходимо обеспечить чистоту основного металла и сварочных материалов, в том числе присадочной проволоки.

Вблизи точки плавления поверхностное натяжение титана в 1,5 раза выше, чем алюминия, что позволяет формировать корень шва на весу. Однако расплавленный металл обладает низкой вязкостью, и при некачественной сборке деталей могут образоваться прожоги.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Существуют три варианта защиты:

струйная с использованием специальных приспособлений
местная в герметичных камерах малого объема
общая в камерах с контролируемой атмосферой (ВКС-1, ВУАС-1, УСБ-1)

При аргонодуговой сварке титана W-электродом следует применять сварочные горелки с возможно большим газовым соплом, создающим обширную зону защиты. Поток аргона через сопло должен быть ламинарным, что достигается газовыми линзами, установленными внутри сопла. Расход газа в зависимости от режима сварки колеблется от 8 до 20 л/мин. Если сопло горелки не гарантирует надежной защиты, то его дополняют специальной насадкой, коробом или другим приспособлением. Дополнительные защитные устройства изготавливают из нержавеющей стали. Внутри имеются рассекатели и газовые линзы. Насадка, прикрепляемая к газовой горелке для защиты кристаллизующейся сварочной ванны, должна иметь ширину 40-50 мм и длину от 60-120 мм в зависимости от режима сварки. Для сварки трубчатых конструкций, кольцевых поворотных и неповоротных стыков применяют местные или малогабаритные защитные камеры.

1- дополнительная насадка; 2 - газовая линза

Качество защиты определяют по внешнему виду металла шва. Серебристая или соломенного цвета поверхность шва свидетельствует о хорошей защите. Желто-голубой цвет указывает на нарушение защиты, хотя в отдельных случаях такие швы считаются допустимыми. Темно-синий или синевато-серый цвет с пятнами серого налета характеризует низкое качество шва.

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА НАГРЕТЫХ УЧАСТКОВ

Специальная подкладка для защиты корня шва, нагретого до 250-300°С

Защитные приспособления из нержавеющей стали для тавровых и угловых соединений

ЗАЩИТА ШВА ТРУБОПРОВОДА

Защита при приварке фланца

Защита при сварке секционных отводов

Подготовка к сварке

Резку титана и подготовку кромок под сварку выполняют механическим способом. Для толстостенных изделий пригодны и газотермические способы, но с обязательной последующей механической обработкой кромок на глубину не менее 3-5 мм и на ширину 15-20 мм. После этого кромки зачищают металлическими щетками, шабером и т.п. и обезжиривают. Конструкции, которые перед сваркой испытывали нагрев - при вальцовке, ковке, штамповке и т.д. - должны быть подвергнуты дробеструйной или гидропескоструйной очистке и затем химической обработке: рыхлению оксидной пленки, травлению и осветлению.

Режим химической обработки титана и его сплавов

Раствор

Длительность обработки, мин

Назначение

Состав

Рыхление оксидной пленки

Нитрит натрия 150-200 г/л Углекислый натрий 500-700 г/л

Плавиковая кислота 220-300 мл/л Азотная кислота 480-550 мл/л

Азотная кислота 600-750 мл/л Плавиковая кислота 85-100 мл/л

После этого свариваемые кромки промывают бензином на ширину 20 мм и протирают этиловым спиртом или ацетоном.

Сварочную проволоку предварительно подвергают вакуумному отжигу и обезжиривают ацетоном или спиртом. Окисленную часть удаляют кусачками. Поверхности, подготовленные к сварке, нельзя трогать незащищенными руками.

Выбор параметров режима

Сварку титана и его сплавов рекомендуется вести в отдельном помещении. Температура воздуха в нем должна быть не ниже + 15°С, а скорость его движения - не более 0,5 м/с.

Сварку выполняют на постоянном токе прямой полярности непрерывно горящей или импульсной дугой. Используют аргон высшего сорта и гелий высокой чистоты.

Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия и диаметра W-электрода.

Техника сварки

Основное пространственное положение шва - нижнее. Ручную сварку ведут без колебательных движений горелкой, короткой дугой, "углом вперед" Проволоку подают непрерывно, угол между ней и горелкой поддерживают около 90°.

Как правило, в качестве присадка используют проволоку того же химического состава, что и основной металл (BTl-00св, ВТ20-1св и т.д.). Для большинства сплавов годится проволока марок СПТ-2 и СП-15.

Читайте также: