Способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке

Способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ МЕСТНОЙ ЗАЩИТЫ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ШВА ПРИ СВАРКЕ, при котором самоудерживающееся покрытие в виде флюс-пасты наносят на защищаемые поверхности, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полного провара при сварке стыковых соединений, покрытие выполняют двухслойным, причем первый слой наносят узкой полосой на свариваемые кромки только в зоне требуемого провара и выполняют на основе титанового порощка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 23 К 9/02; В 23 К 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2918630/25-27 (22) 05.05.80 (46) 30.07.83. Бюл. № 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Б. Ю. Мозейко, Ю. В. Иштыков, И. Я. Дегтярев и В. Д. Андреев (53) 621.791.75 (088.8) (56) 1. Брошюра «Сварка титана» МДНТП им. Дзержинского, М., 1958, с. 23.

2. Авторское свидетельство СССР № 193633, кл. В 23 К 9/16, 09.03.66 (прототип) .

„„SU„„1031665 А (54) (57) СПОСОБ МЕСТНОЛ ЗАЩИТЫ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ШВА ПРИ СВАРКЕ, при котором самоудерживающееся покрытие в виде флюс-пасты наносят на защищаемые поверхности, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полного провара при свар-ке стыковых соединений, покрытие выполняют двухслойным, причем первый слой наносят узкой полосой на свариваемые кромки только в зоне требуемого провара и выполняют на основе титанового порошка.

1031665

Изобретение относится к сварке плавлением и может быть использовано при сварке сложных титановых узлов без применения камер с контролируемой атмосферой.

В современной сварочной технологии при сварке титановых узлов все чаще вместо дорогостоящих камер с контролируемой атмосферой применяют способы местной защиты металла от атмосферы воздуха.

Известен способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва с помощью «карманов» из газонепроницаемых материалов (1).

Недостатком известного способая яв-ляется его сложность и недостаточное качество защиты.

Известен также способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке, согласно которому самоудерживающееся покрытие в виде флюс-пасты наносят на защищаемые поверхности (2).

Недостаток указанного способа заключаетея в том, что при одноп) оходной (с полным приваром) сварке стыковых соединений из титановых сплавов на оптимальдля данной толщины металла режиме, который определяется как шириной шва, так и его коэффициентом формы, и с защитой обратной стороны шва флюсовым покрытием наблюдается несплавление кромок со стороны корня шва, т. е. не формируется обратный валик. Это является следствием не только условий теплопередачи на границе металл — расплавленный флюс, но и в большой степени окисления кромок кислородом атмосферы в процессе нагрева флюса до его расплавления (диффузия через пустоты между гранулами флюса). При этом интенсивность окисления значительна, так как в силу низкой теплопроводности титана, условий на границе металл — флюс и опережения во времени фазой нагрева металла фазы плавления флюса температура кромок с обратной стороны шва в момент образования сплошного слоя расплавленного флюса достаточно велика и может . иачительно превышать температуру перехода флюса в жидкое состояние. Нельзя гакже исключить диффузию кислорода через флюсовой расплав в процессе сварки.

Окисленные кромки имеют более высокую гемиературу плавления и хуже смачивают.я расплавленным металлом, что препят.п ует формированию обратного валика.

Цель изобретения — обеспечение полного провара при сварке стыковых соединений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке, при котором самоудерживающееся крытие в виде флюс-пасты наносят на ..;цигцаемые поверхности, покрь тие выпол"..: lr двухслойным, причем перви;и слой насят узкой полосой на св» и:ваемые кром5

10 ки только в зоне требуемого провара и выполняют на основе титанового порошка.

Для определения оптимального количественного соотношения компонентов в покрытии проводилась аргонно-дуговая сварка плоских образцов из сплава БТ 20 толщиной 2 мм, защищенных с обратной стороны шва исследуемым покрытием, с последующей оценкой прочностных и пластических свойств сварных соединений путем определения предела прочности при статическом разрыве и угла загиба при статическом изгибе.

Полученные прочностные и пластические характеристики сваренных таким путем соединений соответствуют требованиям, предъявляемым к сварным соединениям техническими условиями, действующими в отрасли.

Соотношение компонентов в слоях по20 крытий следущее, вес. /с.

Первый слой. Титановый порошок 27,5

Акриловая смола 72,5

Второй слой. Кальций фтористый 76

Натрий хлористый 4

Акриловая смола 20

В указанных примерах защитных покрытий в качестве связующего использовали акриловую смолу типа БМК-5 (3 вес.о/o), разведенную на растворителе P-5 (77 вес. /o)

З0 а в качестве титанового порошка — порошок типа ПТМ.

Покрытие наносят перед сваркой на металл с обратной стороны шва. При этом ширина покрытой зоны должна быть не менее ширины зоны высокотемпературного взаимодействия металла с атмосферой, а толщина не менее 1,7 — 2 мм.

Ширина первого слоя (на основе титанового порошка) должна быть не менее

4 — 5 мм, толщина не менее 0,8 — 1 мм. Ма40 териал галогенидного наполнителя представляет собой порошок с диаметром гранул 0,10 — 0,15 мм.

Покрытие наносится шаблонным шпателем методом обмазки. Сушка каждого слоя покрытия осуществляется при Т =200 С в

45 течение 20 мин или при комнатной температуре в течение 8 ч.

Первый слой покрытия в этом случае обеспечивает дополнительную защиту шва от кислорода и способствует формированию обратного валика. Это объясняется тем, что

50 титановый порошок, имея такое же, как основной металл, химическое средство к кислороду, но значительно большую (в силу тонкой грануляции) активную поверхность, в процессе сварочного нагрева окисляется кислородом, проникшим к зоне формирования обратной стороны шва. Этим первый слой препятствует проникновению значительной части кислорода к кромкам и их

1031665

Составитель Е. Сомова

Редактор Н. Безродная Техред И. Верес Корректор И. Ватрушкина

Заказ 5281/13 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 окислению. При этом большая часть окислов порошка переходит в расплавленный флюс, так как окислы титана хорошо растворимы в растворах фторидов щелочноземельных металлов, в данном случае кальция.

Размер первого слоя (количество титанового порошка) берется таким, чтобы осуществляемая дополнительная защита обеспечивала сплавление кромок и качественное формирование обратной стороны шва.

Например, при аргонно-дуговой сварке сплава ВТ20 с толщиной листа 2 мм ширина первого слоя составляет 4 — 5 мм, а толщина — 0,8 — 1,0 мм.

После сварки первый слой удаляется вместе с остальной частью покрытия механическим путем.