Рис. 11-S. Микроструктура металла - - - j-- ~~ п

шва при сварке техпическо- , го титана в среде аргона; X 300

Поэтому такой способ сварки заслуживает предпочтения по сравнению с присадкой вручную.

Швы, сваренные на техническом титане и низколегированных а-сплавах, имеют круп- ♦ < нокристаллическую макро- и микроструктуру (рис. П-8). Для металла шва и околошовной зоны характерна микроструктура игольчатой а-фазы,

образование которой связано

с полным превращением вы-

сокотемпературной р-фазы при

быстром остывании. Игольча- j

тость фазы свидетельствует ,

о мартенситной кинетике превращения. Структурные участки

околошовной зоны на титане аналогичны таким же участкам на стали. Непосредственно к металлу шва примыкают участки крупного зерна или перегрева, затем следуют участки полной перекристаллизации с увеличенными размерами зерен по сравнению с основным металлом (рис. П-9). Околошовная зона очерчена ярко выраженной границей с неизменившим микроструктуру основным металлом.

Важным условием предотвращения охрупчивания металла шва и околошовной зоны с мартенситоподобной игольчатой микроструктурой является обеспечение чистоты металла и выбор режимов сварки с оптимальными термическими циклами.

Термообработку сварных соединений из титана и его низколегированных сплавов проводят лишь с целью снятия сварочных напряжений. Температуру нагрева принимают до 600-650° С, время выдержки 30-40 мин, остывание с печью.

Для сварки титана малых толщин (менее 1,5-2 мм) находит применение имиульсно-дуговая сварка неплавящимся электродом.

Так, при длительности импульса 0,2-0,3 с и паузы 0,1- 0,2 с удается выполнять сварку как бы точками с их перекрытием. При этом заметно уменьшается перегрев металла, снижаются сварочные деформации, а в ряде случаев несколько повышается пластичность швов. При импульсно-дуговой сварке титана неплавящимся электродом без присадки деформации по сравнению с деформациями при обычной аргоно-дуговой сварке снижаются

Рис. 11-9. Структурные участки околошовной зоны на техническом титане; ХЗОО:

а - участок крупного зерна;

б - участок полной перекристаллизации

В зависимости от толщины металла: для толщины 0,5 мм - на 30%; для 1,0 мм - на 25% и для 2 мм - на 15%.

Весьма эффективен новый отечественный способ аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом с применением флюсов-паст. Этот способ использует преимущества сварки титана под флюсом, достигаемые введением в зону сварки фторидов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Первоначально такой способ, предложенный О. А. Маслюковым, применяли лишь для устранения пористости швов. Это достигалось нанесением весьма тонкого слоя специального однокомпонентного реагента на поверхность свариваемых кромок.

В дальнейшем исследования, выполненные в ИЭС имени Е. О. Патона, показали, что использование специальных флюсов при сварке неплавящимся электродом позволяет заметно снизить затраты погонной энергии, получить более узкие швы при значительном увеличении глубины проплавления, частично рафинировать и модифицировать металл шва.

Для сварки титана находят применение флюсы-пасты серии АН-ТА (АН-Т17А и др.). Сварка с такими флюсами дает возможность выполнять за один проход без разделки кромок соединения из титана толщиной до 12 мм узкими швами на токах в 2,5- 3 раза меньших по сравнению с токами при обычной аргоно-дуговой сварке неплавящимся электродом. Рис. 11-10 иллюстрирует снижение погонной энергии при сварке металла толщиной 2-6 мм с использованием флюса. Одним из важных преимуществ такого способа сварки является снижение деформаций сварных конструкций.

Способ сварки неплавящимся электродом углубленной или погруженной дугой, разработанный для титана А. П. Горячевым,

Рис. 11-10.

Значения погонной энергии при сварке неплавящимся электродом титана разных толщин. О - без флюса, - с флюсом

KUnjCM

2Ш с 2W0 I WOO !500

I то

5 k 5 Толщина металла

S мм

также позволяет за один про- s ход сваривать металл сред- § них толщин. Однако к его основным недостаткам относятся чрезмерная ширина шва и большие размеры околошовной зоны.

Сварку плавящимся электродом в среде инертных газов производят постоянным током обратной полярности на режимах, обеспечивающих мелкокапельный перенос металла. Отклонение от оптимальных режимов приводит к разбрызгиванию электродного металла, нарушению газовой защиты зоны сварки, ухудшению формирования швов. Для сварки используют сварочную проволоку диаметром 2-5 мм в зависимости от толщины основного металла. Применяют скользящие водоохлаждаемые защитные приспособления, обеспечивающие изоляцию шва от атмосферы. Более стабильное качество соединений получается при сварке плавящимся электродом в камерах с контролируемой инертной атмосферой.

При сварке в монтажных условиях соединений из титана, расположенных в разных пространственных положениях (например, стыковка труб и колонн в химическом машиностроении и др.), находит применение метод импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде аргона. Полуавтоматическая сварка титановой проволокой диаметром 1,2-2 мм с питанием от генератора импульсов (например ИИП-2) обеспечивает перенос одной капли металла при каждом импульсе тока.

Принудительный, направленный перенос электродного металла при сварке титана значительно улучшает формирование швов, выполняемых полуавтоматом, и делает возможной полуавтоматическую сварку в среде аргона в вертикальном и даже потолочном положении.

При сварке без импульсов на токах силой 150-300 А электродный металл разбрызгивается, условия защиты зоны сварки ухудшаются, при сварке вертикальных щвов процесс нестабилен. Применение импульсно-дуговой сварки позволяет в определенных пределах управлять переносом металла, практически полностью устраняет разбрызгивание, стабилизирует проплавление основного металла, упрощает технику полуавтоматической сварки вертикальных швов. Имеются различия в микроструктуре швов, сваренных обычным аргоно-дуговым способом и с наложением импульсов. Металл шва, выполненного импульсно-дуговой свар-