SU904945A1

SU904945A1 - Способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов

Info

Publication number: SU904945A1
Application number: SU792833953A
Authority: SU
Inventors: Игорь Алексеевич Долгополов
Original assignee: За витель
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1979-11-01
Publication date: 1982-02-15

Description

Изобретение относится к соединению деталей путем сварки и может быть использовано в машиностроении, судостроении, авиастроении.

Известные способы подготовки титановых заготовок под сварку не обеспечивают ⁵получения сварных соединений без пор в металле шва, обусловленных растворенным в металле водородом.

Известен способ подготовки под свар10 ку заготовок из титана и его сплавов, согласно которому производят нагрев до температуры фазового превращения и выдержку. При использовании известного способа нагревают в вакууме всю заготовку до 600-800°С и выдерживают 2 - ¹⁵ ч [1J .

Однако применение указанного способа термической обработки для подготовки под сварку заготовок из титановых спла— вов связано с большими затратами времени и энергии, не обеспечивает достаточного обезводороживания металла, не уменьшает в достаточной степени пористости металла сварных швов и не дает заметного повышения механических свойств сварных соединений.

Цель изобретения - исключение при сварке порообразования и повышение механических свойств сварных соединений за счет уменьшения концентрации водорода в них.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, при котором производят нагрев до температуры фазового прекращения и выдержку, при нагреве кромок до температуры фазового превращения производят охлаждение основного металла, при этом градиент температуры поддерживают не менее .100 град/см на глубине 5-50 мм в течение определенного времени в зав»·' симости от свойств сплава и применяемого источника'тепла.

Градиент температур создают путем нагрева в вакууме или в защитной среде поверхностей стыкуемых кромок загото904945 вок до температуры фазового превращения (около ~890°С) при одновременном охлаждении основного металла.

Полученный градиент выдерживают от 1 с до 20 мин в зависимости от свойств сплава и применяемого источника тепла.

В качестве примера предлагаемой подготовки под сварку заготовок из титановых сплавов можно привести подготовку под сварку заготовок из ВТ-20 размером 100* 100 и толщиной 25 мм, на стыкуемых кромках которых создается градиент температур в сторону основного металла, для чего заготовки нагревают со стороны стыкуемых поверхностей и охлаждают со стороны основного металла. Нагрев производится в вакуумной камере электронным лучом до температуры 850° С.

Охлаждение основного металла производится медными брусками, располагающимися на боковых сторонах образцов на расстоянии 50 мм от нагреваемой поверхности и у торца, противоположного ; нагреваемому. .

Охлаждение образца на расстоянии 40 мм от нагреваемой поверхности осуществляется до 100°С.

При созданном таким образом на торцах заготовок градиенте температур получают условия термодиффузии водорода из зоны стыкуемых кромок, близкие к оптимальным.

Полученный градиент температур выдерживается 1-2 мин.

Сварные швы, выполненные на заго .товках с подготовленными указанным способом кромками свободны от микропор и имеют ударную вязкость на уровне основного материала.

Использование предлагаемого способа подготовки титановых заготовок под сварку позволит сократить затраты энергии на технологические нужды, повысить КИМ, надежность и долговечность сварных титановых конструкций за счет по— ^р10 вышения прочности характеристик сварных соединений по сравнению с известными способами: химическим травлением и вакуумным отжигом заготовок.

Claims

Изобретение относитс к соединению деталей путем сварки и может быть использовано в машиностроении, судостроении , авиастроении. Известные способы подготовки титановых заготовок под сварку не обеспечивают псвтучени сварных соединений без пор в металле шва, обусловленных растворенным в металле водородом. Известен способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, согласно которому производ т нагрев до температуры фазового превращени и выдержку . При использовании известного способа нагревают в вакууме всю заготов ку до 600-800 0 и ы.1держивают 2 16 ч ij . . Однако применение указанного способа термической обработки дл подготовки под сварку заготовок из титановых сплаВОВ св зано с большими затратами време ни и энергии, не обеспечивает достаточно го обезводороживани металла, не умень шает в достаточной степени пористости металла сварных швов и не дает заметного повышени механических свойств сварных соединений. Цель изобретени - исключение при сварке порообразовани и повышение ме ханических свойств сварных соединений за счет уменьшени концентрации водорода в них. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов , при котором производ т нагрев до температуры фазового прекращени и выдержку , при нагреве кромок до температуры фазового превращени производ т охлаждеш1е основного металла, при этом градиент температуры поддерживают не менее .100 град/см на глубине 5-5 О мМ в течение определенного времени в симости от свойств сплава и примен емого источникатепла. Градиент температур создают путем нагрева в вакууме или в защитной среде ловесхностей стыкуемых кромок заготоБОК ДО температуры фазового превращени (около 8 ) при одновременном охлаждении ОСНОЕШОГО металла. Полученный градиент выдерживают от 1 с до 20 мин в зависимости от свойств сплава и примен емого источника тепла. В качестве примера предлагаемой под готовки под сварку заготовок из титановых сплавов можно привести подготовку под сварку заготовок из ВТ-20 размером ЮО 10О и толщиной 25 мм, на стыкуе аах кромках которых создаетс градиент температур в сторону основного металла, дл чего заготовки нагрева гот со стороны стыкуемых поверхностей и охлаждают со стороны основного металла . Нагрев производитс в вакуумной камере электронным лучом до температуры 850 С. Охлаждение основного металла производитс медными брусками, располагающимис на боковых сторонах образцов на рассто нии 5О мм от нагреваемой поверхности и у торпа, противоположного нагреваемому. Охлаждение образца на рассто нии 4О мм от нагреваемой поверхности осуществл етс до 1ОО С. При созданном таким образом на тор цах заготовок градиенте температур получают услови термодиффузии водорода из зоны стыкуемых кромок, близкие к оптимальным. Полученный градиент температур выдерживаетс 1-2 мин. Сварные швы, вьшолненные на загог ,товках с подготовленными указаннь1М способом кромками свободны от мнкропор и имеют ударную в зкость на уровне основного материала. Использование предлагаемого способа подготовки титановых заготовок под сварку позволит сократить затраты энергии на технологические нужды, повысить КИМ, надежность и долговечность сварных титановых конструкций за счет по- вышени прочности характеристик сварных соединений по сравнению с известными способами: химическим травлением и вакуумным отжигом заготовок. Формула изобретени Способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, при кото- ром производ т нагрев до температуры фазового превращени и выдержку, отличающийс тем, что, с целью исключени при сварке порообразовани и повышени механических свойств свар- ных соединений за счет уменьшени концентрации водорода в них, при Кромок до температуры фазового превращени производ т охлаждение основного металла, при этом градиент температур поддерживают не менее 100 град/см на глубине 5-50 мм в течение определенного временив зависимости от свойств сплава и примен емого источника тепла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 27О771, кл. В 23 К 28/OOf 1968.