Сварка магниевых сплавов и титана

  • 15 Ноябрь
  • 61 просмотров
  • комментариев
  • 12 рейтинг
Оглавление: [скрыть]
  • Свойства титана
  • Особенности сварки титана и его сплавов
  • Свойства магния и его сплавов
  • Сварка магния и сплавов

Качественная сварка цветных металлов и сплавов требует отличных знаний их свойств для получения механически прочного соединения. Сварка титана, магния и его сплавов осуществляется с помощью сварки плавлением: дуговой, с использованием флюсов, электронно-лучевой, газовой, в защитных газах.

Аппарат для сварки титана

Аппарат для сварки титана.

Свойства титана

У титана небольшой удельный вес (4,5 г/см³), но высокая стойкость к коррозии. Обычно титан и сплавы включают углерод (0,08-0,6%), марганец (1-4%), хром (0,74-4%) и железо (0,3-2,15%). Величина относительного удлинения варьируется от 5 до 20%, сопротивление при растяжении (временное) – от 84 до 126 кгс/мм²).

Главная проблема при сварке титана – его соединение при большом нагреве с газами, в первую очередь с кислородом, а также с азотом или водородом. Когда в титане включение кислорода превышает 0,15%, он становится менее пластичным, у сварных соединений заметно снижается вязкость, и в швах могут появиться трещины. Для того чтобы улучшить свойства материала при повышенном содержании кислорода, необходимо ввести ванадий или алюминий.

Вернуться к оглавлению

Особенности сварки титана и его сплавов

Таблица характеристик титана и его сплавов

Таблица характеристик титана и его сплавов.

В качестве защитных газов применяют гелий или аргон марки А. Сварку титана необходимо производить постоянным током с прямой полярностью. Подкладки и прижимы используются медные, а в качестве электродов – прутки из лантанированного вольфрама. Газ подается на обе стороны сварочного шва, кроме того, необходимо защищать газом все металлические детали, которые могут быть нагретыми при сварке до температуры выше 400°С.

Перерывы при сварке титана делать не рекомендуется. Если сварочный шов все-таки прерван, то начинать новый необходимо за 15-20 мм от конца первого. При обрыве дуги, чтобы защитить металл от воздушного контакта, горелку нужно задержать примерно на 5 секунд.

Сварку вести рекомендуется со следующими параметрами дуги: толщина от 4 до 20 мм – напряжение 10-16 V, 2 мм – 10-14 V, от 0,5 до 1 мм – 8-10 V. Присадки: проволока типа ВТ-00 или ВТ-00с. Электрод из горелки выносится на 8-15 мм. Скорость, с которой ведется сварка, рекомендуется 14-18 м/ч. Большую толщину лучше всего варить электронным лучом.

Вернуться к оглавлению

Свойства магния и его сплавов

Магний – это металл очень легкий, его температура плавления равна 651°С, плотность составляет 1,74 г/см³, а относительное удлинение – от 3 до 6%. Порошковый магний легко воспламеняется на воздухе, так как отлично окисляется кислородом. Обычно этот металл используют в виде сплавов, имеющих плотность 1,8 г/см³ и при растяжении временное сопротивление – от 21 до 34 кгс/мм². Сплавы имеют в своем составе алюминий, марганец и цинк.

При высоких температурах (выше 600°С) сплавы магния становятся более хрупкими из-за роста зерна, и чтобы уменьшить влияние нагрева, их легируют селеном, титаном или церием.

Вернуться к оглавлению

Сварка магния и сплавов

Схема ручной дуговой сварки

Схема ручной дуговой сварки.

Дуговая сварка магниевых сплавов производится угольными или металлическими электродами.

При использовании в процессе угольных электродов лучше всего брать флюсы, в которых содержится около 50% соединений фтора. До начала сварки флюс разводится водой и наносится на кромки с помощью кисти. Предварительно края свариваемой детали и присадочные прутки очищаются от окиси, например, выдерживаются 2-3 мин в 10%-ном растворе азотной кислоты, нагретом до 50-60°С. Затем их нужно промыть в 10%-ном растворе едкого натра и в обычной воде. Сварка выполняется постоянным током.

Присадочный пруток используется для металлического листа толщиной больше 0,8 мм, а металл 0,8 мм варят без присадки встык, кромку отбортовывают. Для того чтобы формировалась тыльная сторона шва, необходимо варить стыки с использованием стальных подкладок с продольными канавками. После окончания сваривания деталь промывается водой и на поверхность наносится защитная пленка методом оксидирования в спецрастворе: азотная кислота – 3%, бихромат калия – 2%, хлористый аммоний – 0,1%, остальное – вода, нагретая до 70-80°С.

С применением электродов из металла процесс подготовки деталей тот же. Для покрытия обычно используется смесь хлористых и фтористых солей, доля последних – от 10 до 30%. Разводить покрытие следует на воде, оно наносится слоем от 1 до 1,1 мм, если проволока имеет диаметр 4 мм. Для проволоки, имеющей диаметр 8 мм, слой покрытия составляет от 1,4 до 1,5 мм. Сваривание идет в нижнем положении и постоянным током прямой полярности.

http://www.youtube.com/watch?v=FfPmLa8TADk

После процесса сварки детали охлаждают медленно, промывают теплой проточной водой и тоже наносят защиту с помощью оксидирования в описанном выше специальном растворе.

Газовая сварка магния и его сплавов дает лучшие по качеству соединения, где получают наплавленный металл с временным сопротивлением от 60 до 80% этого же параметра основного металла. В процессе необходимо использовать флюсы, чтобы удалять окись магния, которая является тугоплавкой и пленкой покрывает поверхность. Флюсы наносятся на кромки и на пруток с лицевой и тыльной сторон шва, затем остатки его удаляются щеткой и промываются струей горячей воды.

В процессе сварки деталей больших размеров или литья их обычно предварительно нагревают до 300°С. В зависимости от того, какой у марки сплав, после процесса производится отжиг, температура которого от 190 до 315°С.

http://www.youtube.com/watch?v=wU8JshTLqDk

Самые хорошие соединения при сварке титана, магния и их сплавов дает дуговая сварка в среде аргона и гелия, а также электронным лучом.


Responsive Menu Clicked Image