Особенности технологии и техники сварки химически активных металлов
- Для сварки тугоплавких металлов нужно применения источника нагревания с большой мощностью и высокой концентрацией энергии в пятне нагрева. В связи с высокой Тпл и теплороводностью (особенно для V, Nb, Ta);
- Способность металлов активно взаимодействовать с газами вызывает необходимость применения при сваривании эффективных средств защиты от взаимодействия с атмосферой (камеры с контролируемой атмосферой);
- Ограничение содержания примесей укоренения в основном металле.
Для V, Nb, Ta: О2£0,0015%;
N2£0,015%
H2£0,001%
C£0,1%
Для Мо: О2£0,0002%;
N2£0,0001%
C£0,003%
- Наиболее распространены типы сварных соединений: стыковое без разработки кромок, тонкий металл с отбортовкой. Соединение в нахлест и тавровые соединения применяются очень редко.
Высокая точность собирания сварных стыков (смещение кромок ( (50-75 мкм).
Подготовка к сварке:
Включает в себя механическую обработку сварных кромок и следующее химическое травление в смесях кислот (HF, HNO3, H2SO4 ...)Потом промывка в воде и просушивание. Непосредственно перед сваркой обезжиривают спиртом. Особенности механической обработки W, Cr, Mo - не исключенна возможность расслоения и растрескивание. Сборка и сварка - в белых перчатках.
При соблюдении технических требований сварки V, Nb, Ta имеют хорошую свариваемость, Cr, Mo, W - ограниченную. Струйная форма защиты применяется ограниченно в связи с ненадежной защитой от примесей - газов.
Наиболее распространена сварка неплавящимся электродом в камерах с контролируемой атмосферой, которая выполняется вручную, или автоматически. Применяются накидные камеры с местной защитой проточным инертным газом.
Перед заполнением камеры газ подлежит очистке (силикагель, Ті стружка нагретая до 1000 0С). Подготовка камеры требует вакуумування, продувки и заполнение ее инертным газом - Ar или He.
Сварка в Не позволяет применять токи в 1,5 раза меньшие, чем в Ar.
В основном сваривают толщины 0,5 (0,2) - 2 (3) мм. Чаще всего без присадочной проволоки, зазор не более 0,15 мм, смещение кромок £0,1 мм для S=1-2 мм.
При S=3-4 мм применяют присадочный материал такого же химического состава, как и основной металл или с Л.Э.
ИП– иногда сваривают Мо S³3 мм, диаметром электрода 1- 1,2 мм на обратной полярности в гелии.
ЭЛ– наиболее перспективный способ сварки тугоплавких металлов, так как обеспечивает наилучшую защиту от газов и узкую зону расплавления и ЗТВ, что способствует уменьшению деформаций.
При ЭЛ вакуум 10-5 – 10-4 мм рт. ст. Большое значение имеет возможность предварительной зачистки металлов и дегазации в вакууме.
Можно сваривать S = 0,3 (12) - 100 мм. Используют сварку сфокусированным, импульсным и расфокусированным лучом (меньше трещин и прожогов). При сварке W S=3-4 мм ЭЛ - является единым способом, который обеспечивает благоприятное соотношение h/e (дуговую сварку W выполняют в Не).
Контактноя сварка
Применяют точечную и шовную сварку с защитой зоны сварки инертным газом. Недостаток - подправка электродов.
Применяют покрытие сварных деталей графитом, промежуточные прокладки из тугоплавких металлов (Мо).
Диффузная сварка
Установка СДВУ-2 с нагревом индукционным способом.
Для Nb: Т=1250 0С, р=14,7 МПа, t=5 мин, вакуум 10-5 мм рт. ст.
Применяются промежуточные прокладки (Ni) для снижения температуры сварки. Для W – Т>13000С – нагрев ЭЛ.
Термообработка
Повышению качества сварного соединения могут оказывать содействие предварительный отпал и подогрев основного металла, а также последующий отпал сварного соединения.
Отпал сварного соединения перед сваркой снижает степень его неоднородности и напряжение, а в ряде случаев (при отжиге в вакууме) уменьшает содержание примесей укоренения.
Для Мо Тотпал = 857 – 900 0С.
Предварительный подогрев (для Мо Т = 200 – 500 0С, для W Т = 300 – 600 0С), а также сопутствующий подогревдо 600 – 650 0С оказывает содействие снижение хрупкости соединений, вносит изменения в термические циклы сварки, благодаря чему уменьшается склонность к образованию трещин.
Недостатки такой термообработки - диффузное перераспределение примесей, их соединения выпадают на границах зерен, образование вторичных фаз. Поэтому необходимость предварительного подогрева устанавливается в каждом частном случае (тип сплава, его чистота, толщина, вид сварного соединения, закрЭЛление).
Отпал после сварки используют для снятия окончательных напряжений и улучшения структуры (для Мо Т = 1000 0С, для W Т = 1800 0С (1250 0С).
Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 646;