Сварка титана с медью и ее сплавами.

Сварка затруднена большим раз­личием свойств и образованием хруп-ких интерметаллидов (см. табл. 13.2). Наиболее успешна сварка плавлением при использовании промежуточ­ных вставок из специально выплавленных сплавов титана, легированных молибденом или ниобием, которые понижают температуру превращения α ↔β и обеспечивают получение однородного ти-танового сплава со стабильной структурой, не очень отличающейся от струк-туры меди. Можно использовать комбинированные вставки из сплавов Ti + 30 % Nb и сплавов ВТ 15).

Эти сплавы при сварке с медью МЗ обеспечивают предел прочности соединения 220... 225 МПа и угол изгиба 140.... 180°, а при сварке с бронзой 260... 280 МПа и угол изгиба 100... 160°. В прослойке по линии соединения твердость достигает 4700... 4800 HV при твердости бронзы БрХ0,8 1200НV.

Глава 13 ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ НА ИХ ОСНОВЕ

СОСТАВ И СВОЙСТВА

Число металлов и сплавов, используемых в сварных конструкциях, непре-рывно возрастает, так как этого требует развитие науки и техники. Цветные ме-таллы и сплавы находят широкое применение в авиастрое­нии, ракетной и кос-мической технике, энергетическом, атомном, химиче­ском машиностроении, приборостроении и других отраслях. В качестве конструкционных материалов наиболее широко используются алюминий, магний, титан, медь, никель, молиб-ден, ниобий, тантал, цирконий, гаф­ний и сплавы на их основе. Цветные метал-лы и сплавы можно условно разделить на легкие (Al, Mg, Be), тяжелые (Сu, Ni) и химически активные и тугоплавкие (Ti, Mo, Nb, Zr, Та).

Алюминий и его сплавы широко применяют в связи с их сравни­тельно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозион­ной стойкостью во многих средах и высокими механическими свойства­ми при низких темпера-турах в авиа-, ракето-, судостроении, в химиче­ской и пищевой промышленнос-ти.

Медь и ее сплавы используются в различных отраслях для изготов­ления трубопроводов, теплообменников, сосудов, емкостей, токоведущих элементов, узлов подшипников из-за высоких коррозионной стойкости, электро- и тепло-проводности, износостойкости.

Титан и его сплавы все более широко применяют в авиа-, ракето-, судост-роении, химической промышленности и в атомной энергетике для получения прочных и стойких в некоторых агрессивных средах конст­рукций.

Никель и его сплавы благодаря высокой коррозионной стойкости, жаро-прочности и жаростойкости находят широкое применение в химиче­ской и неф-техимической промышленности, энергетике.

Такие металлы как молибден, ниобий, цирконий достаточно широко ис-пользуют в ракетной и космической технике, в химическом машино­строении и атомной энергетике в связи с высокой жаропрочностью.

Основные физико-химические свойства цветных металлов представ­лены в табл. 12.1.

Свариваемость цветных металлов и сплавов определяется их физи­ко-ме-ханическими и физико-химическими свойствами, наиболее важны­ми из кото-рых являются: сродство к газам воздуха, температуры плавле­ния и кипения, теплопроводность, механические характеристики при низких и высоких темпе-ратурах.

Для цветных металлов и сплавов характерны следующие особенности:

1. Цветные металлы обладают большим сродством к кислороду. По убы-вающей степени сродства к кислороду при Г= 1600 °С металлы рас­полагаются в ряд: Al, Zr, Ti, Mo, W, Ni, Cu.

2. Оксиды этих металлов, как правило, более тугоплавкие, чем сам ме-талл (температуры плавления Си₂О - 1235 °С, СиО - 1336 °С, MgO -2500 °С, А1₂О₃ - 2050 °С, NiO - 2090 °С, ZrO₂ - 2800 °С) и могут засорять металл свар-ного шва. В тех случаях когда оксиды более легкоплавкие (температура плав-ления МоО₂ - 1480 °С), возможно образование кри­сталлизационных трещин.

3. Для сварки металлов (Al, Mg, Cu) с высокими теплопроводностью и теплоемкостью требуются более мощные концентрированные источни­ки тепла или подогрев.

4. При сварке некоторых сплавов цветных металлов возможно испа­рение отдельных легкоплавких компонентов. Так, температура плавления цинка 419°С, олова 232 °С, а температура плавления латуней и бронз 800... 950 °С.

5. Все цветные металлы и особенно химически активные и тугоплав­кие в сравнении с черными металлами значительно больше растворяют газы, содер-жащиеся в атмосфере и химически взаимодействуют с ними.

Так как взаимодействие цветных металлов с газами и примесями наибо-лее интенсивно протекает при высоких температурах, при сварке плавлением этих металлов могут возникать различные трудности.

В целом для сварки цветных металлов используют все известные виды сварки плавлением: газовую, дуговую, плазменную, электрошлаковую, элект-ронно-лучевую, лазерную и др. Но при сварке каждого цветно­го металла и сплава необходимо находить свои оптимальные виды, спо­собы и приемы свар-ки.