Материал: Технологические основы современных способов сварки. учебное пособие. Пешков В.В., Коломенский А.Б

сов-паст позволяет почти в 2 раза снизить величину сварочного тока без изменения глубины проплавления при скорости сварки 15 м/ч; при увеличении скорости сварки до 25-30 м/ч этот эффект почти исчезает.

Таблица 3.15 Ориентировочные режимы автоматической аргонодуго-

вой сварки титановых сплавов

Примечание. При сварке листов большой толщины следует увеличить

число проходов.

Экспериментальные данные позволяют считать, что наблюдаемый эффект связан с изменением геометрических характеристик и электрических параметров дуги (сжатие столба дуги и увеличение плотности на аноде), обусловленных комплексом взаимосвязанных процессов: экранированием метала вокруг сварочной ванны жидким флюсом и стабилизацией в пределах сварочной ванны анодного пятна; повышением теплопроводности дугового промежутка в связи с появлением в дуге примесей молекулярных паров флюса; деионизацией пе-

266

риферийных участков дуги в результате захвата электронов проводимости частицами паров флюса и продуктов его взаимодействия со свариваемым металлом.

Рис. 3.5. Схема сварочного поста для автоматической аргонодуговой сварки титановых сплавов: 1 – источник питания; 2 – вольтметр постоянного тока; 3 – контактор включения сварочной цепи; 4 – балластный реостат; 5 – амперметр постоянного тока; 6 – шунт; 7 – горелка; 8 – защитная насадка; 9 – ротаметры; 10 – электромагнитный клапан подачи защитного газа; 11 – формирующая подкладка; 12 – кнопка «Пуск»; 13 – кнопка «Стоп»; 14 – контакты самоблокировки катушки контактора; 15 – катушка контактора;16 – конденсатор защиты; 17 – защитный

дроссель; 18 – осциллятор; 19 – кнопка включения осциллятора

Но при этом способе сварки требуется более высокая точность сборки свариваемых заготовок, т. к. при больших смещениях кромок и зазорах нарушается сплошность плёнки жидкого флюса впереди сварочной ванны.

Способ сварки неплавящимся электродом углубленной или погруженной дугой также позволяет за один проход сваривать металл средних толщин. Однако к его основным недостаткам относятся чрезмерная ширина шва и большие размеры околошовной зоны

Для повышения производительности можно использовать такие способы сварки, как двумя вольфрамовыми электродами, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси шва; с присадочной порошковой проволокой.

В промышленности находят применение разновидности

267

сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов: им- пульсно-дуговая, плазменная, микроплазменная, с электромагнитным перемешиванием сварочной ванны.

При плазменной сварке титана применяют такие же средства защиты, как и при сварке неплавящимся электродом. Без разделки кромок за 1 проход сваривают листы толщиной до 14 мм.

Микроплазменную сварку деталей из титана толщиной менее 0,3 мм выполняют по отбортованным кромкам. Для более толстых металлов могут быть выполнены стыковые и нахлесточные швы. Для получения качественных швов при микроплазменной сварке предъявляются высокие требования к сборке соединений. Микроплазменная сварка нашла применение при изготовлении тонкостенных титановых труб. Импульсная микроплазменная сварка, когда нагрев и плавление металла осуществляются в течение импульса тока, позволяет уменьшать деформацию кромок, устранять провисание шва и уменьшить пористость.

Сварка плавящимся электродом диаметром 1,6-5 мм применяется для стыковых, тавровых и нахлёсточных соединений из титана и его сплавов толщиной 3 мм и более в нижнем положении. При этом способе сварки можно получить оптимальные свойства сварных соединений путем выбора состава металла шва как изменением химического состава плавящегося электрода, так и в результате регулирования в нем доли основного металла.

Устойчивое горение дуги с минимальным разбрызгиванием расплавленного металла, хорошее качество формирования и защита шва обеспечиваются при сварке на обратной полярности и при определенном соотношении сварочного тока, напряжения на дуге, скорости подачи электродной проволоки и величины вылета электрода, а также при использовании источников питания с жесткой или пологопадающей ВАХ. Сварка может осуществляться как в аргоне, так и гелии, но

268

лучше результаты получаются при использовании смеси из 80

%(по объёму) гелия и 20 % аргона.

Втабл.3.16 приведены ориентировочные режимы сварки плавящимся электродом.

Таблица 3.16 Ориентировочные режимы сварки титана плавящимся

электродом в среде инертных газов без разделки кромок

Примечание. В числителе приведены режимы сверки в гелии, в знаме-

нателе - в аргоне.

При сварке в монтажных условиях соединений из титана, расположенных в разных пространственных положениях (например, стыковка труб), находит применение метод полуав-

томатической импульсно-дуговой сварки плавящимся элек-

тродом в среде аргона. Полуавтоматическая сварка титановой проволокой диаметром 1,2-2 мм с питанием от генератора импульсов обеспечивает перенос одной капли металла при каждом импульсе тока. Принудительный, направленный перенос электродного металла значительно улучшает формирование швов, выполняемых полуавтоматом, и делает возможной полуавтоматическую сварку в среде аргона в вертикальном и даже потолочном положении.

Автоматической сваркой под флюсом для титана можно выполнять все основные типы соединений: стыковые, угловые,

269

тавровые, нахлесточные при толщине соединяемых элементов от 3 до 40 мм.

Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности. При сварке на прямой полярности или переменном токе резко ухудшается качество формирования шва.

Сварка выполняется при минимально допустимом расстоянии между поверхностью свариваемого металла и нижней точкой мундштука (вылета электродной проволоки). Это связано с высоким удельным электросопротивлением титана. Увеличение вылета электродной проволоки приводит к ее чрезмерному разогреву, насыщению вредными газовыми примесями, нарушению стабильности процесса сварки и, как следствие, к ухудшению качества формирования шва и механических свойств. Максимально допустимая величина вылета электродной проволоки зависит от ее диаметра:

Подвергнутая вакуумному отжигу на заводе-изготовителе сварочная проволока должна храниться в плотно закрывающихся герметичных контейнерах, по возможности заполненных инертным газом. Поскольку прошедшая вакуумный отжиг проволока обладает способностью адсорбировать влагу и пары летучих веществ, то промывка растворителями и протирке такой проволоки перед сваркой не рекомендуется. При намотке сварочной проволоки на кассету следует применять меры, исключающие ее загрязнение.

Автоматическая сварка под флюсом осуществляется с использованием проволоки диаметром до 5 мм. Применение проволоки большего диаметра затруднено вследствие её повышенной жесткости.

Для сварки титана и его сплавов применяют проволоки выпускаемые по ГОСТ 27265-87. Использование этих проволок обеспечивает получение качественных соединений.

Для защиты нагретого и расплавленного металла от

270