Введение Титан не обязательно должен быть таким трудным для сварки! В промышленности распространено мнение, что титановые сплавы трудно свариваются. Хотя это правда, что титановые сплавы могут стать хрупкими из-за небрежной сварки, в равной степени верно и то, что эти материалы гораздо лучше свариваются, чем предполагает их репутация. Трудности при сварке титана и титановых сплавов возникают по нескольким основным причинам. Высокая реакционная способность титана с другими материалами @ плохая очистка деталей перед соединением @ и недостаточная защита при сварке могут привести к загрязнению @ пористости и охрупчиванию готовых соединений. Титан – один из наиболее распространенных металлов, встречающихся в земной коре. В частности, в Северной Америке имеется большое количество титановых руд, доступных для коммерческой эксплуатации. Чистый титан — это металл серебристого цвета, который плавится при температуре примерно 3035?? Он такой же прочный, как сталь, но вдвое легче и обладает превосходной коррозионной стойкостью. Традиционное применение находится в аэрокосмической и химической промышленности. Титан и титановые сплавы обладают рядом полезных свойств, и при сочетании этих свойств этот металл становится лучшим материалом для различных сфер применения. Эти свойства включают в себя: ? Отличная усталостная устойчивость. ? Хорошая ударная вязкость. ? Стабильность в широком диапазоне температур. ? Низкий коэффициент теплового расширения. ? Низкая теплопроводность? коррозионные характеристики некоторых наиболее вредных промышленных химикатов. ? Превосходная устойчивость к эрозии и кавитации из-за высокоскоростного потока жидкости. ? Окалины ниже SOOOF@ отсутствуют, хотя может произойти изменение цвета металла. ? Инертен в электрохимических операциях при заряде в качестве анода в электрохимической цепи. Титан имеет сильное сродство к кислороду и образует плотную микроскопическую оксидную пленку на свежеподготовленных поверхностях при комнатной температуре. Титан имеет тенденцию быстро окисляться при нагревании на воздухе при температуре выше 1200°С. При повышенных температурах он имеет склонность к растворению дискретных количеств собственного оксида в растворе. По этим причинам@ сварка титана требует использования защитной защиты@, такой как атмосфера инертного газа@, чтобы предотвратить загрязнение и охрупчивание под действием кислорода и азота@ Титан вступает в реакцию с воздухом с образованием оксидов@, а при повышенных температурах он легко окисляется и обесцвечивается. . Цвет сварных швов можно использовать как показатель эффективности защиты и качества сварного шва. Хорошая защита и очистка позволяют получить блестящие металлические@ серебристые сварные швы@, в то время как наличие соломенного@ синего@ серого@ и белого цвета поверхности указывает на увеличение степени загрязнения сварных швов. Загрязнение сварного шва обычно является результатом неисправной или неадекватной задней или резервной защиты @ чрезмерного тепловложения @ или слишком высокой скорости перемещения при сварке. Относительно низкие коэффициенты теплового расширения и проводимости титана сводят к минимуму возможность деформации во время сварки. Чистый титан весьма пластичен (удлинение от 15 до 25%) и имеет относительно низкий предел прочности на разрыв (около 30 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре. Добавление ограниченного количества кислорода и азота в твердый раствор заметно укрепит титан, но также сделает металл хрупким, если он присутствует в чрезмерных количествах. Чувствительность титана и титановых сплавов к охрупчиванию накладывает ограничения на используемые процессы соединения. Небольшие количества углерода@ кислорода@ азота@ или водорода ухудшают пластичность и прочность титановых соединений. Всего лишь 5000 частей на миллион этих элементов сделают сварной шов настолько хрупким, что он станет непригодным для использования. Титан имеет высокое сродство к этим элементам при повышенных температурах, и во время соединения его необходимо защищать от воздействия обычной воздушной атмосферы. Следовательно, необходимо использовать процессы и процедуры соединения, которые сводят к минимуму загрязнение суставов. Пыль@ грязь@ жир@ отпечатки пальцев@ и множество других загрязнений также могут привести к охрупчиванию и пористости, если титан или присадочный металл не очищены должным образом перед соединением. При нагревании до температур соединения@ титан и титановые сплавы вступают в реакцию с воздухом и большинством элементов и соединений@, включая большинство огнеупоров. Поэтому титан и титановые сплавы сваривают в среде защитного газа. См. таблицу 1. Существует три основных типа сплавов, различающихся по микроструктуре. (1) Титан. Технически чистый (от 98 до 99,5% Ti) или усилен небольшими добавками кислорода@ азота@ углерода@ и железа. Эти сплавы легко свариваются. (2) Альфа-сплавы. В основном это однофазные сплавы, содержащие до 7% алюминия и небольшое количество (<0,3%) кислорода, азота и углерода. Сплавы свариваются в отожженном состоянии. (3) Альфа-бета-сплавы. Они имеют характерную двухфазную микроструктуру, образованную добавлением до 6% алюминия и различных количеств бета-формирующих компонентов - ванадия@, хрома@ и молибдена. Сплавы легко свариваются в отожженном состоянии.