14 квітня 2020 р.

Зварювання титану і його сплавів

      Титан і його сплави в даний час широко використовуються в
 спеціальних галузях техніки. Температура плавлення титана 1680° С,
 щільність 4.5 г/см3. Титан має низькотемпературну (α-фазу і
 високотемпературну (β-фазу.
       Титан має високу хімічну спорідненість із киснем, азотом й воднем:
інтенсивне насичення його воднем починається вже при температурі
250 °С, киснем — при 400 °С і азотом — при 600 °С. З підвищенням
температури активність титану різко зростає. Швидкість взаємодії титану з
киснем у 50 разів вища, ніж з азотом. Кисень легко розчиняється як у α-
фазі, так і в β-фазі титану і є сильним стабілізатором α-фази. Азот так само
легко розчиняється як і у α-фазі, так і в β-фазі і є сильним стабілізатором
α-фази. Титан є єдиним елементом, здатним горіти в азоті. Водень
стабілізує β-фазу титану й утворює з титаном тверді розчини й гідрид TiH2.
      При охолоджені титану нижче 100 — 150 °С відбувається випадання
 гідриду (γ-фази), що є причиною утворення холодних тріщин при
 зварюванні. При повільному охолодженні (γ-фаза виділяється у вигляді
 тонких пластинок, а при гартуванні — у вигляді високодисперсних
 частинок.
      Азот і кисень різко підвищують міцність титана і знижують його
 пластичність. Водень у титані впливає головним чином на його
 схильність до руйнування. Одним з найбільш важливих властивостей
 титану є його висока корозійна стійкість у багатьох агресивних
 середовищах. Титан має високу міцність при нормальній і підвищеній
 температурах.
        Основними труднощами при зварюванні титану є:
       - висока його активність стосовно кисню, азоту й водню як у
          розплавленому, так і у твердому стані;
       - висока схильність до росту зерна β-фази й перегріву;
       - утворення крихкої α′-фази при охолодженні.
       Для одержання якісного з'єднання титану в ньому обмежують вміст
 азоту, кисню. водню і вуглецю; із цією метою захищають метал шва й
 навколошовної зони при зварюванні інертними газами. Для захисту шва й
 навколо шовної зони від повітря застосовують пальники з козирком.
 Корінь шва захищають щільним притисканням кромок деталей, що
 зварюються, до мідної чи сталевої підкладки й подачею інертного газу в
 підкладку, виготовлену з пористого матеріалу. Механічні властивості й
 структуру металу шва й навколошовної зони можна регулювати вибором
 найбільш раціональних режимів і технології зварювання, а також
 наступною термічною обробкою. Аргонодугове зварювання титану в
  інертних газах виконують у середовищі аргону марок А і Б постійним
 струмом прямої полярності.
      При зварюванні посудин чи труб інертний газ підводять усередину
виробу. Для зварювання деталей з титану застосовують герметичні камери,
заповнені інертним газом.