Сварка изделий, изготовленных из титана или его сплавов имеет свои характерные особенности. Данный вид сварочных работ во многом отличается от привычной всем технологии сварки высоколегированных или низколегированных видов стали или цветных металлов.

Трудности сварочных работ с использованием титана заключаются в следующем: при нагревании титана до температуры выше + 400* С под влиянием атмосферного воздуха поверхность металла окисляется, и на ней образуется своеобразная пленка, которая мешает сцеплению отдельных частей титана и формированию качественного сварочного шва.

Поэтому титан во время сварочных работ необходимо защищать от воздействия атмосферного воздуха, что в обычных или кустарных условиях сделать не представляется возможным.

Таким образом, сварку титана можно выполнять только в заводских условиях, в полной изоляции от воздействия кислорода, водорода  и азота, потому что при нагревании металл вступает с этими элементами в активную химическую реакцию. В идеале, сварку титана необходимо проводить в полном вакууме, а лучше всего — в космосе!

 

 

Титан является самым твердым из известных на сегодняшний день металлов, но при этом он характеризуется удивительно малым удельным весом. Вот такой это удивительный металл — чрезвычайно прочный и одновременно легкий.

Чаще всего титан применяется в тяжелом машиностроении для изготовления корпусов самолетов, космических кораблей и подводных лодок. А еще из титана делают зубные импланты и протезы, декоративные изделия и украшения. Таким образом, сфера применения металла чрезвычайно широка.

 

 

Способы сварки титана и его сплавов

Расплавленный титан обладает отличной текучестью, поэтому сварочные швы замечательно формируются на его поверхности при всех возможных  способах сварки. Среди основных, известных на сегодняшний день, способов сварки титана и его сплавов, можно назвать следующие:

• Дуговая сварка в среде инертных газов ( аргона или его смеси с гелием) с помощью плавящихся или неплавящихся электродов. Данный вид сварки производится под местной защитой. Газ проходит через горелку со специальной защитной насадкой, а с другой стороны сварочного шва прокладывают медные планки с канавкой, в которую по всей длине подают аргон.

Если детали характеризуются чрезвычайной сложностью конструкции, для создания которых необходимы длительные сварочные работы, то сварку нужно проходить в специально оборудованных камерах со строго контролируемой атмосферой.

Камеры эти могут быть как жесткими ( стационарными, сделанными из металла), так и мягкими, изготовленными из ткани и оборудованными смотровыми окошечками и рукавицами для рук сварщика.

На период проведения сварочных работ из жестких камер полностью откачивают воздух и заполняют их инертным газом. Далее сварщики в специальных скафандрах со встроенной подачей воздуха входят в камеру, где и проводят сварочные работы.

Дуговая сварка титана и его сплавов производится плавящимся электродом ( 1,2 — 2 мм диаметром) на постоянном электрическом токе обратной полярности в тех режимах, которые обеспечивают перенос электродного металла в виде мельчайших капелек.

В этом случае в качестве защитной сферы используется смесь из аргона и гелия в соотношении 1 : 4 ( 20% аргона и 80% гелия). При этом толщина шва увеличивается, а его пористость значительно снижается, что улучшает качество изделия.

• Дуговая сварка титана под флюсом производится с помощью фтористых флюсов сухой грануляции марок АНТ1 и АНТ3 ( для металла толщиной 2,5 — 8 мм), а для металла большей толщины используется флюс АНТ7. Процесс сварки происходит с помощью электродной проволоки ( 2 — 5 мм диаметром) с вылетом электрода на 15 — 20 мм на флюсовой подушке или на основе подкладки из меди. При этом структура сварочного шва получается более мелкозернистой.
• Электрошлаковая сварка
• Электронно — лучевая сварка
• Разнородная сварка — в тяжелой машиностроительной промышленности и в авиастроении зачастую возникает необходимость производить сварку титана или его сплавов со сталью. В этом случае необходимо выбирать режимы сварки и материалы, которые препятствовали бы образованию в структуре шва хрупких металлических соединений.

Лучшим способом сварки титана со сталью считается сварка вольфрамовым электродом или через промежуточные вставки в среде аргона. Вставки изготавливают из бронзы или тантала.

Бронзу можно сваривать со сталью с помощью неплавящегося электрода методом аргонодуговой сварки. А вот титан с танталом необходимо сваривать в специальных камерах с контролируемой атмосферой. Возможно также использование комбинированных вставок из ниобия и бронзы. В этом случае сварка производится также в камере с контролируемой атмосферой.

• Контактная сварка — представляет собой сварное соединение металла посредством проходящего через него электрического тока и деформацией области сварного соединения под влиянием сжимающего усилия. Контактная сварка чаще всего используется на машиностроительных предприятиях и в авиационной промышленности.

 

 

Вследствие высокой химической активности титана и его сплавов их сварку необходимо проводить дуговой сваркой с помощью плавящихся электродов в сфере инертных газов.

Кроме дуговой сварки используется еще электродуговая и контактная виды сварки, а также дуговая сварка под флюсом и электронный луч. На все эти виды сварки титан реагирует нормально и хорошо формируется шов благодаря жидкотекучим свойствам данного металла в расплавленном состоянии.