Зварювання титану і його сплавів

У результаті активності титану до поглинання кисню, азоту та водню при зварюванні необхідний особливо надійний захист від цих газів. Такий захист здійснюється при дуговому зварюванні в інертних газах (аргоні, гелії) або флюс-пастою, яку наносять на кромки зварюваних деталей. Дугове зварювання титану та його сплавів покритими електродами, вугільною дугою і газовим полум'ям не використовуються. Зварюванням цих видів неможливо забезпечити високу якість зварних з'єднань через надто велику активність титану до кисню, азоту й водню. Технічний титан з'єднують аргонодуговим, дуговим під флюсом та іншими видами зварювання тиском (дифузійним та ін.)

Конструкції з титану та його сплавів необхідно складати з особливою відповідальністю тому, що точність складання й чистота кромок визначають якість зварного з'єднання. Для захисту від окиснення зворотного боку з'єднання та зменшення деформацій вироби складають на сталевих або мідних підкладках, через середню частину яких при зварюванні продувають інертний газ. При цьому забезпечують щільне прилягання кромок до підкладок по всій довжині.

Ручне зварювання титану вольфрамовим електродом

Цей спосіб зварювання використовують для коротких криволінійних швів. При товщині титану 0,5-1,5 мм зварювання виконують без присаджувального металу і без зазору; при товщині 1,5-4,0 мм. У деяких випадках застосовують присадку, при товщині понад 4 мм виконують розчищання кромок із застосуванням присаджувального металу за декілька проходів.

Зварювання виконують на постійному струмі прямої полярності. Захисний газ повинен подаватися до початку запалювання дуги. Зварюють поверхневою або зануреною дугою (для деталей товщиною понад 3 мм). При зварюванні поверхневою дугою довжина її повинна бути в межах 0,5-2 мм. При зварюванні зануреною дугою електрод занурюють у кратер і переміщують по лінії шва. Коли товщина металу більше 3 мм зварюють у декілька проходів без коливальних рухів із наступним охолодженням до температури 100°С і зачищанням металу після кожного проходу. Ознакою задовільної якості зварювання титану та його сплавів є відсутність кольорів мінливості на поверхні шва. Темні кольори мінливості аж до синього свідчать про недостатній захист металу при зварюванні.

Для зварювання титану товщиною 3 мм в якості присаджувального металу використовують технічний титан марки ВТ1. При більшій товщині і для зварювання титанових сплавів, які мають границю міцності більше 900 МПа, використовують присаджувальний метал, за хімічним складом наближений до основного металу або легований алюмінієм (марки ВТ5) та іншими елементами.

Зварні з'єднання, виконані ручним аргонодуговим зварюванням, піддають відпалу для запобігання появи тріщин. Температура відпалу зварних деталей із титану ВТ1, ОТ4-1 становить 550-600°С, із титану марок ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2 -600-650°С. Витримування при відпалі дорівнює 20-40 хв, охолодження — на повітрі.

Широко використовується автоматичне зварювання титану неплавким електродом. Використовується зварювання титану неплавким електродом із застосуванням флюсів-паст (АН-ТА, АН-Т17А, АН-Т23А та ін.).

Дугове зварювання титану в інертному газі плавким електродом

Для зварювання в якості захисних газів використовують суміш гелію з аргоном або чистий гелій. Зміна співвідношення цих газів дає можливість регулювати глибину й ширину провару. Найчастіше використовують суміш, яка містить 80% гелію і 20% аргону.

Зварювання рекомендують виконувати дротом діаметром 1,2-2,0 мм на постійному струмі прямої полярності. Стикові з'єднання товщиною 3-6 мм виконують із зазором або з V-подібним розчищанням кромок під кутом 60°. При більшій товщині роблять V- або Х-подібні скоси кромок.