Сварка титана и его сплавов.

Основная проблема свариваемости титановых сплавов - получение сварных соединений с хорошей пластичностью, зависящей от качества защиты и чувствительности металла к термическому циклу сварки. Заметное насыщение металла шва кислородом, азотом и водородом в процессе сварки происходит при температурах более 350°С. Это резко снижает пластичность и длительную прочность сварных конструкций. Поэтому зона сварки, ограниченная изотермой 350°С, должна быть тщательно защищена от взаимодействия с воздухом путем сварки в среде инертных защитных газов (аргона или гелия) высокой чистоты, под специальными флюсами, в вакууме. Сварка без защиты возможна при способах сварки давлением, когда благодаря высокой скорости процесса и вытеснению продуктов окисления при давлении (контактная сварка) или отсутствии высокого нагрева (ультразвуковая сварка) опасность активного взаимодействия металла в зоне сварки с воздухом сводится к минимуму.

При сварке в сплавах титана происходят сложные фазовые и структурные превращения. Чувствительность к сварочному термическому циклу выражается в протекании полиморфного превращения а в б, в резком росте размеров зерна б -фазы и перегреве на стадии нагрева, в образовании хрупких фаз при охлаждении и старении, неоднородности свойств сварных соединений, зависящих от химического и фазового состава сплавов. Основные свойства некоторых сплавов титана приведены в табл.23. Вследствие низкой теплопроводности и малой объемной теплоемкости титана время пребывания металла при высоких температурах значительно больше, чем это время для стали, что является причиной перегрева, резкого увеличения размера зерен б-фазы и снижения пластичности титана. Превращение б - a в зависимости от состава сплава и температурно-временных условий сварки может сопровождаться возникновением стабильной а и метастабильных фаз а', а" и других фаз.

Основными критериями выбора технологии сварки, исходя из оптимальных механических свойств, является оптимальный интервал скоростей охлаждения в котором степень снижения уровня пластических свойств околошовной зоны оказывается наименьшим.

Таблица 23.