RU98165U1 - COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES - Google Patents

COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES Download PDF

Info

Publication number
RU98165U1
RU98165U1 RU2010118654/02U RU2010118654U RU98165U1 RU 98165 U1 RU98165 U1 RU 98165U1 RU 2010118654/02 U RU2010118654/02 U RU 2010118654/02U RU 2010118654 U RU2010118654 U RU 2010118654U RU 98165 U1 RU98165 U1 RU 98165U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
core
aluminum
wire
diameter
Prior art date
Application number
RU2010118654/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Васильевич Зорин
Сергей Николаевич Цурихин
Геннадий Николаевич Соколов
Юрий Николаевич Дубцов
Владимир Ильич Лысак
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2010118654/02U priority Critical patent/RU98165U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU98165U1 publication Critical patent/RU98165U1/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Композиционная проволока для электрошлаковой и дуговой наплавки, содержащая трубчатую оболочку, внутри которой в контакте с ней установлен цилиндрический сердечник из титана, отличающаяся тем, что диаметр сердечника составляет 1,5…3,5 мм, а оболочка выполнена из алюминия, причем наружный диаметр оболочки определяют из соотношения DAl=kdTi [мм], ! где DAl - наружный диаметр оболочки; ! dTi - диаметр сердечника; ! k - коэффициент, определяющий стехиометрическое соотношение между массами титанового сердечника и алюминиевой оболочки, при этом k=1,14…1,26 для получения в наплавленном металле алюминида титана Ti3Al; k=1,41…1,59 для получения в наплавленном металле алюминида титана TiAl. Composite wire for electroslag and arc surfacing, containing a tubular sheath, inside which a cylindrical titanium core is installed in contact with it, characterized in that the core diameter is 1.5 ... 3.5 mm, and the sheath is made of aluminum, and the outer diameter of the sheath determined from the relation DAl = kdTi [mm],! where DAl is the outer diameter of the shell; ! dTi is the core diameter; ! k is the coefficient determining the stoichiometric ratio between the masses of the titanium core and the aluminum shell, with k = 1.14 ... 1.26 to obtain Ti3Al titanium aluminide in the deposited metal; k = 1.41 ... 1.59 to obtain titanium aluminide TiAl in the deposited metal.

Description

Композиционная проволока относится к наплавочным материалам, применяющимся в металлургическом, нефтехимическом, атомно-энергетическом и общем машиностроении и может быть использована для электрошлаковой и дуговой наплавки и сварки, а также электроннолучевой и лазерной сварки и наплавки, сплавов на основе алюминидов титана Ti3Al и TiAl.Composite wire refers to surfacing materials used in metallurgical, petrochemical, nuclear energy and general engineering and can be used for electroslag and arc surfacing and welding, as well as electron beam and laser welding and surfacing, alloys based on titanium aluminides Ti 3 Al and TiAl .

Известна порошковая проволока для сварки (патент Европейского патентного ведомства №1277538, МПК B23K 35/02, опубл. 2003 г.) в которой оболочка может выполняться в виде цельнотянутой трубки из никелевого сплава внутри которой расположен наполнитель, содержащий порошковую смесь минералов рутила и глинозема, и расположенную коаксиально токопроводящую проволоку, не имеющую контакта с оболочкой.Known flux-cored wire for welding (patent of European Patent Office No. 1277538, IPC B23K 35/02, publ. 2003) in which the sheath can be made in the form of a seamless tube of nickel alloy inside of which is a filler containing a powder mixture of rutile and alumina minerals, and located coaxially conductive wire that does not have contact with the sheath.

Конструктивной особенностью данной порошковой проволоки для сварки является центральное расположение токопроводящего сердечника, что обеспечивает устойчивое горение дуги и повышенную проплавляющую способность, что недопустимо в процессах наплавки. В случае использования такой конструкции в процессах сварки и наплавки изделий из сплавов на основе алюминидов титана, оксиды, содержащиеся в минералах титана и алюминия, обусловят повышенное содержание кислорода в наплавленном металле, что существенно снизит его пластические свойства.The design feature of this flux-cored wire for welding is the central location of the conductive core, which ensures stable arc burning and increased melting ability, which is unacceptable in surfacing processes. In the case of using this design in the welding and surfacing of products from alloys based on titanium aluminides, the oxides contained in the titanium and aluminum minerals will cause an increased oxygen content in the deposited metal, which will significantly reduce its plastic properties.

Известна композиционная проволока (см. патент №3169495, Япония, МПК B23K 35/02, опубл. 23.07.1991), состоящая из трубчатой оболочки выполненной из алюминия, внутри которой размещен цилиндрический алюминиевый сердечник и тонкие проволоки равного между собой диаметра из магния, циркония, титана и бора расположение концентрично сердечнику и находящиеся между ним и поверхностью трубчатой оболочки. Такая конструкция способствует повышению коэффициента заполнения композиционной поволоки, позволяет исключить сепарацию компонентов в ней и получить в наплавленном металле алюминиево-магниевый сплав. Также использование подобной конструкции позволяет рулонировать композиционную проволоку, за счет изготовления оболочки и сердечника из однородного, пластичного и хорошо деформирующегося материала.Known composite wire (see patent No. 3169495, Japan, IPC B23K 35/02, publ. 07.23.1991), consisting of a tubular sheath made of aluminum, inside of which is placed a cylindrical aluminum core and thin wires of equal diameter of magnesium, zirconium , titanium and boron are located concentrically to the core and located between it and the surface of the tubular shell. This design helps to increase the fill factor of the composite fiber, eliminates the separation of components in it and obtain aluminum-magnesium alloy in the weld metal. Also, the use of such a design allows you to roll the composite wire, due to the manufacture of the sheath and core of a homogeneous, plastic and well-deformed material.

Использование данной конструкции для получения в наплавленном виде сплавов на основе интерметаллидов TiAl и Ti3Al требует изготовление компонентов проволоки из титана и алюминия, соотношение масс которых в композиционной проволоке должно находиться в требуемой (по диаграмме состояния Ti-Al) стехиометрии. Но введение титана и алюминия в рассматриваемой конструкции возможно только за счет проволок неизменного и равного между собой диаметра или сердечника, имеющего также неизменный диаметр, что не позволяет варьировать содержанием титана и алюминия для обеспечения их стехиометрического соотношения.The use of this design for producing in the weld form alloys based on TiAl and Ti 3 Al intermetallic compounds requires the manufacture of titanium and aluminum wire components, the mass ratio of which in the composite wire must be in the required (according to the Ti-Al state diagram) stoichiometry. But the introduction of titanium and aluminum in the structure under consideration is possible only due to wires of a constant and equal diameter or core, which also has a constant diameter, which does not allow varying the content of titanium and aluminum to ensure their stoichiometric ratio.

Известна композиционная порошковая проволока для наплавки сплава на основе алюминида никеля (патент РФ №2274536, МПК B23K 35/40, опубл. Бюл. №11, 2006 г.), состоящая из двух контактирующих между собой оболочек, никелевой наружной и алюминиевой внутренней, коаксиально которым введены проволочные компоненты из тантала, вольфрама, молибдена, а шихта содержит алюминий и никель. Такая конструкция обеспечивает уменьшение сепарации шихты при сохранении технологической надежности проволоки. Однако для наплавки сплавов на основе алюминидов титана подобная конструкция не рациональна, поскольку количество шихты регламентируется заданными толщинами оболочек, что не позволяет варьировать содержание алюминия и титана в шихте. Кроме того, в случае введения титана в виде металлического порошка, имеющего в сравнении с проволочным компонентом повышенную удельную поверхность, значительно увеличивается степень окисления титана атмосферным кислородом, что ухудшает его пластические свойства. В случае же введения алюминия и титана через проволочные компоненты их количество ограничивается коэффициентом заполнения порошковой проволоки.Known composite flux-cored wire for surfacing an alloy based on nickel aluminide (RF patent No. 2274536, IPC B23K 35/40, publ. Bull. No. 11, 2006), consisting of two sheaths in contact with each other, nickel outer and aluminum inner, coaxially which introduced wire components from tantalum, tungsten, molybdenum, and the mixture contains aluminum and nickel. This design reduces the separation of the charge while maintaining the technological reliability of the wire. However, for the deposition of alloys based on titanium aluminides, this design is not rational, since the amount of charge is regulated by the specified thicknesses of the shells, which does not allow varying the content of aluminum and titanium in the charge. In addition, in the case of the introduction of titanium in the form of a metal powder, which has a higher specific surface area in comparison with the wire component, the degree of titanium oxidation by atmospheric oxygen increases significantly, which worsens its plastic properties. In the case of the introduction of aluminum and titanium through wire components, their number is limited by the fill factor of the cored wire.

Наиболее близким к предлагаемому объекту является конструкция плавящегося электрода для электродуговой сварки и наплавки в защитных газах (патент РФ №2082577, МПК B23K 35/02, опубл. Бюл. 1997 г.), имеющего композиционное строение - стальной стержень внутри которого в контакте с ним размещен сердечник из титана или циркония, диаметр которого составляет 0,07…0,5 диаметра стержня. Такое соотношение диаметров способствует в процессе сварки выравниванию скоростей плавления сердечника и стержня с образованием конической формы торца электрода, обусловливающей эффект струйного переноса металлических капель.Closest to the proposed object is the design of the consumable electrode for electric arc welding and surfacing in protective gases (RF patent No. 2082577, IPC B23K 35/02, publ. Bull. 1997), having a composite structure - a steel rod inside which is in contact with it placed a core of titanium or zirconium, the diameter of which is 0.07 ... 0.5 of the diameter of the rod. This ratio of diameters contributes to the alignment of the melting rates of the core and rod during the welding process with the formation of a conical shape of the electrode end, which determines the effect of jet transfer of metal droplets.

Подобная конструкция электрода может быть реализована и в виде композиционной проволоки, используемой в процессах наплавки и сварки в качестве присадочного материала. В этом случае стальной стержень электрода выполняет функцию трубчатой оболочки, внутри которой расположен титановый сердечник, имеющий с поверхностью оболочки хороший электрический контакт. Такая конструкция в сравнении с аналогами является наиболее технологичной в изготовлении, поскольку содержит меньшее количество конструктивных элементов.A similar design of the electrode can be implemented in the form of a composite wire used in welding and surfacing processes as filler material. In this case, the steel rod of the electrode performs the function of a tubular shell, inside of which there is a titanium core having good electrical contact with the surface of the shell. This design in comparison with analogues is the most technologically advanced in manufacture, since it contains fewer structural elements.

Однако при известном соотношении диаметров сердечника и стержня, проектировать композиционную проволоку для наплавки сплава с заданным стехиометрическим соотношением масс титана и алюминия невозможно. Кроме того использование значительно отличающихся по прочностным и пластическим свойствам алюминия и титана требует обеспечения технологической надежности композиционной проволоки, заключающейся в хорошей ее пластичности для обеспечения качественного процесса рулонирования без образования несплошностей между сердечником и оболочкой.However, with the known ratio of the diameters of the core and the rod, it is impossible to design a composite wire for surfacing an alloy with a given stoichiometric mass ratio of titanium and aluminum. In addition, the use of aluminum and titanium significantly differing in strength and plastic properties requires ensuring the technological reliability of the composite wire, which consists in its good ductility to ensure a high-quality roll process without the formation of discontinuities between the core and the sheath.

Технический результат заключается в создании технологически надежной конструкции композиционной проволоки для электрошлаковой и дуговой наплавки и сварки жаропрочных сплавов и в гарантированном получении при плавлении проволоки наплавленного металла и металла сварного шва на основе алюминидов титана Ti3Al и TiAl.The technical result consists in creating a technologically reliable design of a composite wire for electroslag and arc surfacing and welding of heat-resistant alloys and in guaranteed receipt of a deposited metal and a weld metal based on titanium aluminides Ti 3 Al and TiAl when melting the wire.

Технический результат достигается тем, что композиционная проволока для электрошлаковой и дуговой сварки и наплавки, содержит оболочку, внутри которой в контакте с ней установлен цилиндрический сердечник из титана, оболочка выполнена из алюминия, причем диаметр сердечника составляет 1,5…3,5 мм, а наружный диаметр оболочки определяют из соотношения DAl=kdTi [мм], где DAl - наружный диаметр оболочки; dTi - диаметр сердечника; k - коэффициент, определяющий стехиометрическое соотношение между массами титанового сердечника и алюминиевой оболочки и находящийся в диапазонах 1,14…1,26 и 1,41…1,59, для получения в наплавленном металле соответственно алюминидов титана Ti3Al и TiAl.The technical result is achieved by the fact that the composite wire for electroslag and arc welding and surfacing contains a sheath, inside which a cylindrical core of titanium is installed in contact with it, the sheath is made of aluminum, the core diameter being 1.5 ... 3.5 mm, and the outer diameter of the shell is determined from the ratio D Al = kd Ti [mm], where D Al is the outer diameter of the shell; d Ti is the diameter of the core; k is a coefficient that determines the stoichiometric ratio between the masses of the titanium core and the aluminum shell and is in the ranges 1.14 ... 1.26 and 1.41 ... 1.59 to obtain titanium aluminides Ti 3 Al and TiAl in the weld metal, respectively.

Выполнение оболочки композиционной проволоки из обладающего повышенной пластичностью алюминия улучшает деформационную способность проволоки, что способствует повышенной технологичности ее волочения, заключающейся в снижении трудоемкости получения требуемого диаметра проволоки.The execution of the sheath of a composite wire made of aluminum with increased ductility improves the deformation ability of the wire, which contributes to the high manufacturability of its drawing, which consists in reducing the complexity of obtaining the required wire diameter.

Диаметры dTi титановых сердечников выбирают в пределах 1,5…3,5 мм, что позволяет при выполнении соотношения DAl=kdTi определить диаметр композиционного стержня в диапазоне 2…5 мм и получить технологически надежную композиционную проволоку. Условию, при котором dTi<1,5 мм, соответствует повышение вероятности обрывов проволоки при ее волочении из-за малой деформационной способности высокопрочного титанового сердечника, а также отслоению утоненной (толщина менее 0,1 мм) алюминиевой оболочки и ее дальнейшему разрушению. Увеличение диаметра титанового сердечника более 3,5 мм приводит к увеличению диаметра композиционной проволоки более 5 мм, что затрудняет ее рулонирование. Небольшие (в пределах действующих стандартов) 2…5 мм диаметры проволоки позволяют ее использовать как в дуговых, плазменных, лучевых, так и в процессах ЭШН и ЭШС с малогабаритной шлаковой ванной.The diameters d Ti of the titanium cores are selected in the range of 1.5 ... 3.5 mm, which allows the ratio D Al = kd Ti to determine the diameter of the composite rod in the range of 2 ... 5 mm and obtain a technologically reliable composite wire. The condition under which d Ti <1.5 mm corresponds to an increase in the probability of wire breaks when it is drawn due to the low deformation ability of a high-strength titanium core, as well as to peeling of a thinned (thickness less than 0.1 mm) aluminum shell and its further destruction. An increase in the diameter of the titanium core over 3.5 mm leads to an increase in the diameter of the composite wire over 5 mm, which makes it difficult to roll. Small (within current standards) 2 ... 5 mm wire diameters allow it to be used both in arc, plasma, beam, and in ESH and ESW processes with a small-sized slag bath.

Наружный диаметр оболочки определяют из соотношения DAl=kdTi. Коэффициент k, определяющий стехиометрическое соотношение, по диаграмме состояния Ti-Al, между содержанием в композиционной проволоке титана и алюминия, выбран из условия гарантированного получения наплавленного металла на основе алюминидов титана Ti3Al k=1,14…1,26 и TiAl k=1,41…1,59. Нахождение коэффициента k в заявленных интервалах обеспечивает выполнение стехиометрического соотношения между массами алюминиевой оболочки и титанового сердечника, а также в любом поперечном сечении проволоки.The outer diameter of the shell is determined from the relation D Al = kd Ti . The coefficient k, which determines the stoichiometric ratio, according to the Ti-Al state diagram, between the content of titanium and aluminum in the composite wire, is selected from the condition of guaranteed production of deposited metal based on titanium aluminides Ti 3 Al k = 1.14 ... 1.26 and TiAl k = 1.41 ... 1.59. Finding the coefficient k in the declared intervals ensures the fulfillment of the stoichiometric ratio between the masses of the aluminum shell and the titanium core, as well as in any cross section of the wire.

Нижние значения указанных диапазонов соответствуют минимальному содержанию алюминия не менее 15 и 34 масс.%, соответственно, при котором наплавленный металл имеет структуру твердого раствора на основе α2-Ti3Al и γ-TiAl. Верхним значениям пределов коэффициента k соответствует максимальные содержания в наплавленном металле алюминия, которое составляет 25 и 48 масс.%, соответственно. Превышение верхнего предела легирования алюминием в случае k>1,59 ведет к образованию в наплавленном металле интерметаллических фаз TiAl2 и TiAl3, имеющих низкую температуру упорядочения кристаллической структуры, что снижает жаропрочность металла. При k>1,26 в структуре наплавленного металла образуются сразу два типа интерметаллидов: α2 и γ, что не обеспечивает технический результат.The lower values of these ranges correspond to a minimum aluminum content of at least 15 and 34 wt.%, Respectively, in which the deposited metal has a solid solution structure based on α 2 -Ti 3 Al and γ-TiAl. The upper values of the limits of the coefficient k correspond to the maximum content of aluminum in the deposited metal, which is 25 and 48 wt.%, Respectively. Exceeding the upper limit of doping with aluminum in the case k> 1.59 leads to the formation of TiAl 2 and TiAl 3 intermetallic phases in the deposited metal, which have a low ordering temperature of the crystal structure, which reduces the heat resistance of the metal. At k> 1.26, two types of intermetallic compounds are immediately formed in the structure of the deposited metal: α 2 and γ, which does not provide a technical result.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг.1 изображено поперечное сечение композиционной проволоки для наплавки и сварки сплава на основе Ti3Al.Figure 1 shows a cross section of a composite wire for surfacing and welding of an alloy based on Ti 3 Al.

На фиг.2 изображено поперечное сечение композиционной проволоки для наплавки и сварки сплава на основе TiAl.Figure 2 shows a cross section of a composite wire for welding and welding of an alloy based on TiAl.

Композиционная проволока состоит из алюминиевой оболочки 1, представляющую собой трубку, внутри которой в контакте с оболочкой расположен цилиндрический сердечник 2 из титана. Нахождение диаметра сердечника dTi в пределах 1,5…3,5 мм обусловливает при выполнении соотношения DAl=kdTi максимальный наружный диаметр композиционной проволоки до 5,5 мм, что позволяет ее рулонировать. Также небольшой диаметр проволоки обеспечивает лучшее манипулирование в случае ее подачи в сварочную дугу или в другой малогабаритный тепловой источник.The composite wire consists of an aluminum shell 1, which is a tube, inside of which a cylindrical core 2 made of titanium is located in contact with the shell. Finding the core diameter d Ti in the range of 1.5 ... 3.5 mm determines, when the ratio D Al = kd Ti is fulfilled, the maximum outer diameter of the composite wire is up to 5.5 mm, which allows it to be rolled. Also, the small diameter of the wire provides better handling if it is fed into a welding arc or other small-sized heat source.

Композиционная проволока используется следующим образом.Composite wire is used as follows.

В процессе электрошлаковой наплавки композиционная проволока подается в шлаковую ванну. При использовании композиционной проволоки конструкции на фиг.1 плавление тонкостенной оболочки 1 происходит с некоторым опережением, что обнажает стержень 2 в шлаке. Замедленное расплавление тугоплавкого титанового сердечника в шлаке приводит к переохлаждению расплава металлической ванны, способствуя мелкозернистому строению наплавленного металла, обладающего вследствие этого повышенными эксплуатационными и технологическими свойствами. Усреднение химического состава металлических капель происходит в ванне расплавленного металла. С учетом близких коэффициентов перехода (kперAl=kперTi=0,4) алюминия и титана в шлак стехиометрическое отношение их масс в наплавленном металле не нарушается. При использовании в процессе ЭШН конструкции (фиг.2) оболочка 1 композиционной проволоки оплавляется и покрывает поверхность титанового стержня 2. В момент образования расплава, содержащего алюминий и титан, капля отделяется.In the process of electroslag surfacing, the composite wire is fed into the slag bath. When using the composite wire of the structure of FIG. 1, the thin-walled shell 1 is melted with some lead, which exposes the core 2 in the slag. Slow melting of the refractory titanium core in the slag leads to supercooling of the molten metal bath, contributing to the fine-grained structure of the deposited metal, which therefore has enhanced operational and technological properties. Averaging the chemical composition of metal droplets occurs in a bath of molten metal. Taking into account the close transfer coefficients (k per Al = k per Ti = 0.4) of aluminum and titanium to slag, the stoichiometric ratio of their masses in the deposited metal is not violated. When used in the ESH design (Fig. 2), the sheath 1 of the composite wire melts and covers the surface of the titanium rod 2. At the time of formation of the melt containing aluminum and titanium, the drop separates.

В случае дуговой наплавки композиционную проволоку подают в периферийную область дуги, чтобы уменьшить скорость ее плавления. В качестве защитной среды используют гелий, аргон или их смеси. Плавление тонкостенной оболочки, происходит с некоторым опережением, что обнажает титановый стержень, в связи, с чем образование расплава происходит в сварочной ванне.In the case of arc surfacing, the composite wire is fed into the peripheral region of the arc in order to reduce its melting rate. Helium, argon, or mixtures thereof are used as a protective medium. The melting of a thin-walled shell occurs with a certain lead, which exposes the titanium rod, in connection with which the formation of the melt occurs in the weld pool.

Пример 1Example 1

Исходным компонентом для изготовления сердечника композиционной проволоки (фиг.1) являлась проволока из титана марки ВТ1-00 ГОСТ 19807 диаметром 2 мм. Для определения наружного диаметра проволоки DAl коэффициент k, выбирали из диапазона 1,41…1,59 при котором соотношение масс титанового сердечника и алюминиевой оболочки находятся в стехиометрии, обеспечивающей по диаграмме состояния Ti-Al сплав на основе TiAl. При k=1,50 диаметр композиционной проволоки должен быть равен 3,0 мм. С целью размещения титанового сердечника использовали алюминиевую трубку с внутренним диаметром 2,1 мм и толщиной стенки 0,5 мм из алюминия марки АД00 ГОСТ 4784. Для обеспечения контакта внутренней поверхности алюминиевой трубки с титановым сердечником их совместно обжимали в фильере с рабочим диаметром 3,0 мм с образованием в поперечном сечении проволоки сплошного сечения.The initial component for the manufacture of the core of the composite wire (Fig. 1) was a titanium wire of grade VT1-00 GOST 19807 with a diameter of 2 mm. To determine the outer diameter of the wire D Al, the coefficient k was chosen from the range 1.41 ... 1.59 in which the mass ratio of the titanium core and the aluminum shell are in stoichiometry, which ensures the TiAl-based alloy in the state diagram. At k = 1.50, the diameter of the composite wire should be 3.0 mm. In order to accommodate the titanium core, an aluminum tube with an inner diameter of 2.1 mm and a wall thickness of 0.5 mm made of aluminum of grade AD00 GOST 4784 was used. To ensure contact between the inner surface of the aluminum tube and the titanium core, they were pressed together in a die with a working diameter of 3.0 mm with the formation in the cross section of a solid wire.

Также использовали трубку из алюминия марки АД00 ГОСТ 4784 изготовленную по требованиям ГОСТ 18475. Для получения композиционной проволоки диаметром 3 мм ближайший по ГОСТ 18475 диаметр трубки равен 6 мм. Использовали трубку диаметром 6 мм с толщиной стенки 0,75 мм. Предварительно трубку обжимали в фильерах путем трехкратного волочения с обеспечением внутреннего диаметра трубки достаточного для размещения в ней титанового сердечника и толщины стенки равной 0,5 мм. После чего осуществляли совместное обжатие алюминиевой трубки и титанового сердечника в фильере с рабочим диаметром 3,0 мм.A tube made of aluminum of the grade AD00 GOST 4784 manufactured according to the requirements of GOST 18475 was also used. To obtain a composite wire with a diameter of 3 mm, the closest tube diameter according to GOST 18475 is 6 mm. A tube with a diameter of 6 mm and a wall thickness of 0.75 mm was used. The tube was preliminarily squeezed in the dies by triple drawing to ensure that the inner diameter of the tube is sufficient to accommodate a titanium core and a wall thickness of 0.5 mm. Then, the aluminum tube and the titanium core were jointly crimped in a die with a working diameter of 3.0 mm.

Полученные композиционные проволоки в состоянии после рулонирования обеспечивали плотный контакт алюминиевой оболочки и титанового сердечника, а также имели неизменную толщину стенки оболочки по периметру поперечного сечения и длине проволоки.The resulting composite wires in the state after roll-up provided tight contact between the aluminum shell and the titanium core, and also had a constant shell wall thickness along the perimeter of the cross section and the length of the wire.

Промышленное изготовление композиционной проволоки возможно на существующем технологическом оборудовании для изготовления порошковых проволок с незначительной его переналадкой.Industrial production of composite wire is possible on existing technological equipment for the manufacture of flux-cored wires with a slight readjustment.

Электрошлаковую наплавку в токоподводящем кристаллизаторе с использованием низкокислородного флюса АНФ-6 вели на постоянном токе прямой полярности силой 180-200 А и напряжением на шлаковой ванне 21-23 В. Поверхность шлаковой ванны защищали от атмосферы аргоном. После образования шлаковой ванны в нее погружали композиционную проволоку со скоростью 5…7 мм/с. В процессе плавления композиционной проволоки наблюдали опережение плавления тонкостенной алюминиевой оболочки относительно тугоплавкого титанового стержня. Наплавленный металл имел однофазную структуру алюминида титана α2-Ti3Al.Electroslag surfacing in a current-conducting mold using low-oxygen flux ANF-6 was conducted with direct current of direct polarity with a power of 180-200 A and a voltage on the slag bath of 21-23 V. The surface of the slag bath was protected from the atmosphere by argon. After the formation of a slag bath, a composite wire was immersed into it at a speed of 5 ... 7 mm / s. During the melting of the composite wire, an advance was observed in the melting of the thin-walled aluminum sheath relative to the refractory titanium rod. The deposited metal had a single-phase structure of titanium aluminide α 2 -Ti 3 Al.

Пример 2Example 2

Выполняли дуговую наплавку неплавящимся вольфрамовым электродом на постоянном токе обратной полярности силой 150 А при напряжении на дуге 30 В. Использовали аналогичную примеру 1 композиционную проволоку диаметром 3 мм. Проволоку подавали в периферийную область дуги, чтобы уменьшить скорость ее плавления. В качестве защитной среды использовали гелий, расход которого составлял 5 л/мин. В процессе плавления композиционной проволоки конструкции наблюдали небольшое в сравнении с ЭШН ускорение расплавления оболочки в периферийной зоне дуги при удовлетворительном формировании наплавленного металла и минимальном (0,5…1%) проплавлении стальной подложки.An arc surfacing was performed with a non-consumable tungsten electrode with a direct current of reverse polarity of 150 A at a voltage of 30 V on an arc. A composite wire 3 mm in diameter similar to Example 1 was used. The wire was fed into the peripheral region of the arc in order to reduce its melting rate. Helium was used as a protective medium, the flow rate of which was 5 l / min. In the process of melting the composite wire of the structure, a small acceleration of shell melting in the peripheral zone of the arc was observed, in comparison with ESH, with satisfactory formation of the deposited metal and minimal (0.5 ... 1%) penetration of the steel substrate.

Использование предлагаемой конструкции композиционной проволоки в процессах наплавки и сварки: электрошлаковой, дуговой в аргоне, гелии и их смесях, в сравнении с известными моделями присадочных материалов дает технический результат:Using the proposed composite wire design in the welding and welding processes: electroslag, arc in argon, helium and their mixtures, in comparison with the known models of filler materials gives the technical result:

- позволяет получить при расплавлении проволоки жаропрочные сплавы на основе алюминидов титана Ti3Al и TiAl;- allows to obtain heat-resistant alloys based on titanium aluminides Ti 3 Al and TiAl when melting the wire;

- обеспечивает технологически надежную и универсальную конструкцию для использования в процессах дуговой и электрошлаковой наплавки и сварки.- provides a technologically reliable and universal design for use in the processes of arc and electroslag surfacing and welding.

Claims (1)

Композиционная проволока для электрошлаковой и дуговой наплавки, содержащая трубчатую оболочку, внутри которой в контакте с ней установлен цилиндрический сердечник из титана, отличающаяся тем, что диаметр сердечника составляет 1,5…3,5 мм, а оболочка выполнена из алюминия, причем наружный диаметр оболочки определяют из соотношения DAl=kdTi [мм],Composite wire for electroslag and arc surfacing, containing a tubular sheath, inside which a cylindrical titanium core is installed in contact with it, characterized in that the core diameter is 1.5 ... 3.5 mm, and the sheath is made of aluminum, and the outer diameter of the sheath determined from the relation D Al = kd Ti [mm], где DAl - наружный диаметр оболочки;where D Al is the outer diameter of the shell; dTi - диаметр сердечника;d Ti is the diameter of the core; k - коэффициент, определяющий стехиометрическое соотношение между массами титанового сердечника и алюминиевой оболочки, при этом k=1,14…1,26 для получения в наплавленном металле алюминида титана Ti3Al; k=1,41…1,59 для получения в наплавленном металле алюминида титана TiAl.
Figure 00000001
k is the coefficient that determines the stoichiometric ratio between the masses of the titanium core and the aluminum shell, with k = 1.14 ... 1.26 to obtain titanium aluminide Ti 3 Al in the deposited metal; k = 1.41 ... 1.59 to obtain titanium aluminide TiAl in the deposited metal.
Figure 00000001
RU2010118654/02U 2010-05-07 2010-05-07 COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES RU98165U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118654/02U RU98165U1 (en) 2010-05-07 2010-05-07 COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118654/02U RU98165U1 (en) 2010-05-07 2010-05-07 COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU98165U1 true RU98165U1 (en) 2010-10-10

Family

ID=44025036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118654/02U RU98165U1 (en) 2010-05-07 2010-05-07 COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU98165U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722025C1 (en) * 2016-05-16 2020-05-26 Арконик Инк. Wires from multiple materials for additive production of titanium alloys
RU2731399C1 (en) * 2019-12-10 2020-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" Method of obtaining heat-resistant wear-resistant layer based on titanium aluminides on titanium and titanium alloy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722025C1 (en) * 2016-05-16 2020-05-26 Арконик Инк. Wires from multiple materials for additive production of titanium alloys
RU2731399C1 (en) * 2019-12-10 2020-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" Method of obtaining heat-resistant wear-resistant layer based on titanium aluminides on titanium and titanium alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4800131A (en) Cored wire filler metals and a method for their manufacture
KR101692591B1 (en) Ni BASED ALLOY FLUX CORED WIRE
CA2550042C (en) Flux system to reduce copper cracking
CA2934357A1 (en) Metal-core welding wire and method for forming the same
WO2014058725A2 (en) Low-manganese gas-shielded flux cored welding electrodes
JP2015217393A (en) Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding
WO2014140708A1 (en) Consumable for specially coated metals
Ambriz et al. Welding of aluminum alloys
JP2017196651A (en) Flux-cored wire
RU98165U1 (en) COMPOSITION WIRE FOR Fusing ALLOYS ON THE BASIS OF TITANIUM ALUMINIDES
JP2010142873A (en) Flux-cored wire
KR102675635B1 (en) Flux Cored Wire and Welding Methods
JP6322096B2 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding
WO2020217963A1 (en) Ni-BASED ALLOY FLUX-CORED WIRE
JP4806299B2 (en) Flux cored wire
JPH06285672A (en) Flux cored wire of titania base for gas-shielded arc welding
RU82616U1 (en) COMPOSITE POWDER ELECTRODE
JP3339759B2 (en) Titanium flux cored wire for gas shielded arc welding
JPS6216747B2 (en)
JPH0331555B2 (en)
JP2019217547A (en) Metal-based flux-cored wire and production method of metal-based flux-cored wire
JP3815600B2 (en) One side horizontal fillet gas shielded arc welding method
JP5669684B2 (en) Flux-cored wire for horizontal fillet gas shielded arc welding
FR2513920A1 (en) Oxygen-contg. helium rich protective welding atmos. - for welding stainless steel using core-filled welding wire
JPS6240994A (en) Seamless flux cored wire for welding

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110508