Презентация на тему Сварочное производство

до 140 кг/мм2 - в одном ряду с большинством

марок легированных сталей

Удельный вес 56% от удельного веса стали

По коррозионной стойкости не уступает платине

Температура плавления 1670-1690°C

Удельная теплоемкость 0,142 кал/г град (нержавеющей стали - 0,11, алюминия - 0,214 кал/г град).

Титан (Ti)

19807 - 91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки.
ГОСТ

27265 - 87. Проволока сварочная из титана и титановых сплавов. Технические условия.
Листы, прутки, плиты и т.д.: ГОСТ 22176-76, ГОСТ 22178-76, ГОСТ 23755-79, ОСТ1 90107-73...

Лёгкость, высокая прочность в интервале температур от криогенных (-250°С) до умеренно высоких (300— 600 °С) и отличная коррозионная стойкость.

Применяется в качестве конструкционных материалов во многих областях, в частности в авиации и других отраслях транспортного машиностроения

Недостаток титановых сплавов - низкие антифрикционные свойства; это требует применения покрытий и смазок трущихся поверхностей

состав промышленных титановых сплавов СССР

стадии промышленной разработки находятся высоколегированные сплавы Ti - Ni,

представляющие собой по составу практически чистое химическое соединение никелид титана.
Сплавы такого типа, получившие название "нитинол", обладают способностью при определённых условиях восстанавливать свою первоначальную форму после некоторой пластической деформации ("эффект памяти"), что используется, например, в автоматическом реле противопожарных устройств и т. п.

трудность при сварке - большое сродство к кислороду, азоту

и водороду при высокой температуре

Требуется защита сварочной ванны и всей зоны, нагретой выше 500С.
Для этого делают удлиненные насадки с отверстиями и защитные козырьки
Обратную сторону шва защищают медной или стальной подкладкой, которая плотно прижимается к шву

кромок и сварочной проволоки - травление в растворе соляной

(HCl) и плавиковой (HF) кислот. Допускается механическая зачистка с последующим обезжириванием.

Оксидная пленка, образующаяся после горячей обработки, должна быть удалена механическим путем.

После этого - травление в смеси солей с кислотами (50 г NaF + 350 мл HCl + 650 мл воды) при 60°С (5-10 мин)

сварку в защитных газах неплавящимся и плавящимся (из титановой

проволоки) электродом

Сварка без колебательных движений горелки, короткой дугой углом вперед. Угол между электродом и присадкой около 90°, подачу присадочной проволоки осуществляют непрерывно

При ручной дуговой сварке титана вольфрамовым электродом диаметром 1,5
-2 мм и присадочной проволокой диаметром 2 мм сварочный ток 90-100 А для металла толщиной 2 мм.
При толщине 4 мм — величина тока 120-140 А.

После окончания сварки или обрыва дуги аргон должен подаваться, пока металл не остынет до ~400°С.

дополнительную защиту флюсом.
Используют фторидно-хлоридные флюсы (например, АН-Т). Высота

слоя флюса - не менее вылета электрода. Шлаковую корку удаляют после охлаждения до 300°C.

Предложен флюс для сварки титана и его сплавов в защитных газах
хлористый марганец MnCl2 - 22-28 мас.%
хлористый алюминий AlCl3 - 32-38%;
хлористый магний MgCl2 - 12-20%;
хлористый кальций CaCl2 - 24-33%

Флюс применяют в виде раствора галогенидов в спирте без осадка. Флюсы получают растворением 1 части сухого флюса в 4 частях спирта.

алюминиевого сплава с титаном ОТ4.
Обычно применяют аргонодуговую сварку

вольфрамовым электродом, перед которой кромки титана очищают от α-слоя и загрязнений и алитируют в чистом алюминии при температуре алюминия 800 - 830°С в течение 1 - 3 мин. В этом случае период образования соединения между алюминием и титаном меньше, и хрупкие интерметаллиды по линии соединения не успевают образоваться

Кромки предварительно разделывают. До сварки на алитированные кромки наплавляют слой чистого алюминия (5 - 8 мм) с использованием проволоки марки AB00 диаметром 5 - 8 мм. Соединение сваривают обычным методом, как алюминиевый сплав. Предел прочности сварного соединения сплавов ОТ4 + АМг6 зависит от слоя алюминия и составляет 110 - 270 МПа, угол изгиба 17 - 30°

алюминирование (от нем. alitiren, от Al — алюминий) —

насыщение (покрытие) поверхности стальных деталей алюминием для защиты от окисления при высоких температурах (700—900°С и выше) и сопротивления атмосферной коррозии. Один из методов упрочнения машин

Алитирование проводят в порошкообразных смесях (50% Al или ферроалюминия, 49% Al2O3 и 1% NH4CI или 99% ферроалюминия и 1% NH4CI). При 1000°С и выдержке в течение 8 ч образуется слой в 0,4—0,5 мм, насыщенный алюминием.
Алитирование выполняется также:
металлизацией (на поверхность детали наносят слой алюминиевого порошка и после изоляционной обмазки деталь подвергают диффузионному отжигу);
покраской деталей алюминиевой краской (с последующим диффузионным отжигом в защитной атмосфере);
в расплаве алюминия (с 6—8% железа) при 700—800°С с последующей выдержкой и др. методами.

Концентрация алюминия в поверхностной части слоя составляет ~ 30%. Толщина слоя 200-1000 мкм. Твердость алитированного слоя (на поверхности) до 500 HV, износостойкость низкая.
Более доступен метод алитирования с помощью газотермического напыления
Алитированный слой обладает также хорошим сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде.

титана с медью и ее сплавами
Сварка затруднена большим различием

свойств и образованием хрупких интерметаллидов.
Наиболее успешна сварка плавлением при использовании промежуточных вставок из специально выплавленных сплавов титана, легированных молибденом или ниобием, которые понижают температуру превращения α-β и обеспечивают получение однородного титанового сплава со стабильной структурой, не очень отличающейся от структуры меди. Можно использовать комбинированные вставки из сплавов Ti + 30 % Nb и сплавов ВТ15).
Эти сплавы при сварке с медью МЗ обеспечивают предел прочности соединения 220 - 225 МПа и угол изгиба 140 - 180°, а при сварке с бронзой 260 - 280 МПа и угол изгиба 100 - 160°. В прослойке по линии соединения твердость достигает 4700 - 4800 HV при твердости бронзы БрХ0,8 1200 HV

стали с титаном.
Одной из основных задач при сварке

титана со сталями является выбор таких сварочных материалов, методов и режимов сварки, при которых предотвращалось бы или резко подавлялось образование хрупких интерметаллических фаз FeTi и Fe2Ti.
Непосредственная сварка титана со сталью не дает положительных результатов.
Практическое применение находит сварка в аргоне вольфрамовым электродом и сварка через промежуточные вставки. Хорошие результаты получены при использовании комбинированной вставки, состоящей из технического тантала (а, = 700 МПа) и термообрабатываемой бронзы БрБ2.
Бронза сваривается с углеродистой или аустенитной сталью аргонодуговой сваркой, а тантал с титаном - в камерах с контролируемой атмосферой. Предел прочности соединения по бронзе 490 МПа, при закалке бронзы 605 МПа (закалка до сварки).
Комбинированные вставки из бронзы БрБ2 и ниобия используют для аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом в камере с контролируемой атмосферой титана ОТ4-1 толщиной 0,8 и 2 мм. Прочность соединения при толщине 0,8 мм σв = 530 ... 660 МПа, угол изгиба 72 - 180° при толщине 2 мм σв = 400 - 450 МПа, угол изгиба 41 - 61°

трудность при сварке алюминия и его сплавов (АМг1...АМг6) -

наличие на поверхности тугоплавкой оксидной пленки (2050ºС), препятствующей сплавлению основного и присадочного металлов.

Способы удаления оксидной пленки:
Механический (до сварки)
химический (до сварки - травление в растворе KOH, при сварке - применение флюсов, содержащих фтористые и хлористые соли)
электрический (сварка переменным током или катодное распыление при сварке на обратной полярности)

Сварку следует выполнять не позже, чем через 2 часа после механической очистки и 8 часов после химической.

После сварки требуется тщательное удаление (смывание горячей водой) остатков флюса с поверхности изделия во избежание коррозии металла.

Следует иметь в виду, что при нагреве до 400-500ºС прочность алюминия резко падает и изделие может разрушиться даже под тяжестью собственного веса

способы сварки:
Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом выполняется на специальных

установках типа УДГУ-301, УДГ-501, ИСВУ-315, АДСВ-6. Сварка выполняется переменным током или постоянным только обратной полярности с обязательным применением осциллятора. Необходимо поддерживать минимальную длину дуги (до 2 мм).
Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в аргоне. Электрод того же состава, что и свариваемый металл
Сварка плавящимся электродом по флюсу, тонкого слоя которого достаточно, чтобы защитить сварочную ванну и удалить оксидную пленку. Применяемый флюс АН-А1 электропроводен и шунтирует дугу при ее погружении в шлак
Газовая сварка