их сплавів володіють більш високою питомою міцністю, жароміцністю і корозійної стійкістю.
Висока температура плавлення титану вимагає застосування при зварюванні більш концентрованих джерел тепла. Однак оскільки титан має нижчий коефіцієнт теплопровідності (нижче, ніж у сталі в 4 рази) та високу електричний опір (вище, ніж у сталі у 5 разів), для зварювання титану витрачається менше електричної енергії, ніж для зварювання сталі.
Низький модуль пружності (нижче, ніж у сталі у 2 рази) дозволяє виконувати правку зварних виробів при менших зусиллях порівняно зі сталлю.
Обов'язковою умовою отримання якісного зварного з'єднання є надійний захист нагрівається до високих температур металу від газів атмосфери. Насичення металу шва киснем, азотом і воднем відбувається при температурах більш 350 0 С, що знижує пластичність металу шва і викликає утворення пір і тріщин, як наслідок цього відбувається зниження міцності зварних конструкцій. Тому зварювання титану необхідно проводити в середовищі захисних газів (аргону або гелію) високої чистоти, під спеціальними флюсами або у вакуумі. Захисні кошти повинні забезпечити захист зони зварювання, обмеженою изотермой більше 600 0 С.
Необхідно також ретельно захищати і зворотний бік шва навіть у тому випадку, якщо шари металу не розплавлялися, а тільки нагрівалися вище цієї температури.
Чутливість до зварювального термічного циклу виражається в протіканні поліморфного перетворення О± ↔ ОІ, у різкому зростанні розмірів зерна ОІ-фази і перегріву на стадії нагріву, в освіті крихких фаз при охолодженні і старінні, неоднорідності властивостей зварних з'єднань, що залежать від хімічного і фазового складу сплаву. Перегрів шва і ОШЗ пов'язаний з низькою теплопровідністю титану. Усунути зазначені труднощі вдається за рахунок зниження погонной енергії для псевдо-О±-сплавів.
Низьколеговані титанові сплави з псевдо-О±-структурою задовільно зварюються різними способами зварювання плавленням, що виражається в стабільному формуванні шва, відсутності тріщин і хороших механічних властивостей зварних сполук.
Для забезпечення високого рівня пластичності швів і отримання швів равнопрочних основному металу використовують присадочні дроту, що відрізняються від основного металу за хімічним складом і мають в порівнянні з ним знижений зміст легуючих елементів і шкідливих газів. При зварюванні низьколегованих титанових сплавів для металу шва характерна голчаста, мартенсітоподобная структура О±-фази. Аналогічну структуру має і ЗТВ. Тому незважаючи на знижений вміст легуючих елементів в металі шва, його міцність буде близька до міцності основного металу зі структурою О±-титану.
З метою зняття власних залишкових напружень конструкції піддають відпалу, який призводить до зменшення залишкових зварювальних напружень і, як наслідок, до збільшення опірності утворення тріщин. Нагрівання зварних конструкцій виробляється в електричних печах.
При виникненні альфірованного шару (шару, насиченого киснем і азотом) його необхідно прибирати механічними способами.
2.2 Вибір способу зварювання
Титановий сплав ПТ-3В в розплавленому і твердому стані при температурах вище 600 0 З в умовах зварювального циклу має високу хімічну активність по відношенню до шкідливих домішок: кисню, азоту, водню і вуглецю, що значно ускладнює його зварювання.
Висока хімічна активність у поєднанні з низькою теплопровідністю і високим електроопоом і температурою плавлення, а також схильність до зростання зерна в околошовной зоні визначають особливості зварювання титану та його сплавів. Внаслідок високої хімічної активності не можна застосовувати для зварювання титану та його сплавів дугове зварювання з використанням флюсів і покриттів, що містять оксиди та інші елементи, забруднюючі шов, киснево-ацетиленового зварювання, аргонодугове зварювання з односторонньою захистом зварного з'єднання.
Неодмінною умовою для отримання якісного з'єднання при зварюванні плавленням титану є повна двостороння захист зварного з'єднання від взаємодії з повітрям і шкідливими домішками не тільки зварювальної ванни, але і нагрітого вище 600 0 З основного металу і металу шва. Необхідно також ретельно захищати і зворотний бік шва, якщо вона нагрівається вище 600 0 С.
Для забезпечення найкращого захисту металу шва від зовнішнього середовища і забезпечення глибокого проплавлення і дрібнозернистої структури застосовують електронно-променеву зварювання (еЛС). Це обумовлено також високою температурою плавлення титанового сплаву, що вимагає застосування при зварюванні плавленням концентрованих джерел тепла. Висока теплова концентрація енергії дозволяє вести зварювання з малою енергоємністю процесу.
ЕЛС дозволяє отримувати зварні з'єднання з високою якістю зварного шва, практично без непереборних дефектів, забезпечую...
