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.