Сварка титана и его сплавов: основные способы и технологические особенности

Титановые сплавы обладают уникальными физическими и химическими свойствами, совмещая в себе высокую прочность, стойкость к коррозийным процессам, физиологическую инертность и легкий вес. При этом сварка титана является важнейшим технологическим процессом, используемым в самых различных сферах человеческой жизни. С каждым годом технологическая сторона этого вопроса совершенствуется, благодаря чему удается повысить качество создаваемых неразрывных соединений между элементами, созданными из этого металла или его сплавов.

Впервые чистый образец металлического титана был получен еще в 19-ом веке, но в течение длительного времени он практически не использовался в промышленности. Все изменилось в 40-х годах прошлого века, когда был изобретен достаточно несложный метод по восстановлению этого металла из тетрахлорида, который применяется и по сей день. В итоге это позволило вывести применение титановых изделий на принципиально новый уровень, используя все доступные преимущества и особенности этого химического элемента.

В чистом виде металл активно применяется в химической промышленности при создании арматуры или элементов трубопровода, а также сельскохозяйственной, автостроительной, пищевой и ювелирной областях. Благодаря своим уникальным свойствам он используется и в медицине, и в технике. А титановые сплавы – незаменимы в аэрокосмической и военной сферах. Именно поэтому сварке титана уделяется столь пристальное внимание.

Проведение сварки титана и его сплавов: что нужно знать

Главной особенностью такого производственного процесса является необходимость создания особых условий, при которых место соединения должно быть надежно защищено от негативного влияния атмосферного воздуха. В то же время следует позаботиться о защите не только самой сварочной ванны, но и различных частей изделия, которые нагреваются в процессе сваривания до температуры в 400 градусов по Цельсию и выше. При этом нагрев кромок должен быть минимально возможным по длительности.

Особые характеристики Ti делают его действительно непростым в работе. В отличие от той же стали титан обладает более низкими плотностью, пластичностью и модулем упругости, в то время как для его плавления требуется обеспечить нагрев до действительно высоких показателей температуры (материал плавится при t от 1470 градусов по Цельсию и выше). Именно поэтому следует учитывать, что работа с таким типом металла будет иметь определенные отличия от того, как проводится, к примеру, сварка нержавеющей стали.

Как именно проводят данную процедуру?

При работе с этим материалом наиболее часто используется метод электродугового воздействия, в котором важную роль играет газ, обеспечивающий создание защитной среды. В качестве такого газа может применяют аргон или гелий. Это связано с тем, что при контакте с атмосферным воздухом в состоянии сильного нагрева титан становится чересчур хрупким. В то же время защитный газ позволяет исключить такой контакт. Вы можете изучить нашу статью о том, как проводится сварка аргоном с использованием электрической дуги.

спецнасадка для работы с трубами

Качество создаваемого неразрывного соединения во многом зависит и от того, насколько грамотно будут проведены подготовительные работы. Поверхность металла следует обезжирить и очистить от грязи с применением спирта или ацетона, а также зачистить наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной. Нужно помнить, что соединяемые детали из Ti практически всегда покрыты оксидной пленкой, устранить которую можно приготовив смесь из 30-40% азотной кислоты и 2-4% фтористоводородной кислоты. Травление следует проводить при температуре в 60 градусов в течение полминуты.

Ручная и полуавтоматическая дуговая сварка в защитной газовой среде

В ручном или полуавтоматическом режиме процедура проводится с использованием электрода из вольфрама и постоянного тока прямой полярности. Кроме того, обязательно следует позаботиться о применении защитных газов, например, аргона. Очень часто используются и специальные приспособления, которые обеспечивают защиту места сваривания за счет поступления в них инертных газов. Подобные устройства могут обладать различными формами и размерами, как и способами исполнения.

Ручная работа производится в тех случаях, когда толщина металлического предмета не превышает 3-х миллиметров. В ином случае может потребоваться применение присадочного материала. Если же толщина изделия превышает 10 миллиметров, то экономически выгоднее использовать полуавтоматическую технологию.

Выводы

Сваривание титановых сплавов является весьма непростой задачей, с которой можно справиться только при наличии соответствующего оборудования, а также знаний и навыков в этой области. Во многом качество такой работы зависит от характеристик используемых инертных газов. При необходимости вы можете изучить каталог такой продукции на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке https://idealgaz.ru/.

Кроме того, предлагаем вам изучить статью, посвященную теме сваривания изделий из алюминия.