Как правильно сварить титановые изделия?

Чтобы надежно соединить между собой любую металлическую конструкцию, используется сварка. Применяется специальный сварочный аппарат, который плавлением или давлением делает сварочный шов. Если говорить о таком материале, как титан, то чаще используется специальный электрод, плавящий материал под воздействием тока. Давайте подробнее рассмотрим, как производится сварка титана, и какая технология при этом используется.

Технология соединения

Сварочный электрод устанавливается в специальный держатель. Его крепление позволяет устанавливать электрод в разных положениях, что дает возможность работать даже в труднодоступных местах. Когда сварочный провод касается поверхности рабочего материала, образуется сварочная дуга. В этот момент температура на конце провода может достигать несколько тысяч градусов. Сам электрод тоже плавится, как и объект соединения, по которому он равномерно распределяется.

Титан – металл, который имеет высокую прочность. В чистом виде он практически не применяется, чаще всего его используют с различными примесями.

При сварке материал теряет часть своей прочности, меняется его структура, а потому важно проводить все работы в условиях полной защиты материала от взаимодействия с воздухом.

Чаще всего осуществляется холодная работа путем сдавливания, особенно на производствах.

Отрицательные моменты

Под воздействием высокой температуры титан может на протяжении длительного времени поддерживать сварочную ванную в жидком состоянии. В итоге в самом шве и в зоне вокруг него может увеличиваться количество зерна. Это влияет на качество шва.

Водород тоже оказывает негативное влияние: при его попадании в ванную происходит абсорбирование влаги. Кислород приводит к окислению титана, что становится причиной появления трещин в шве. Поэтому очень важно перед началом работ проводить тщательную подготовку. Хотя всего этого можно избежать, если проводится плазменная холодная сварка.

Подготовительные меры

Прежде чем будет проводиться сварка титана или материалов, состоящих из его сплавов, надо делать механическую обработку соединяемых кромок. Для этого производится травление с помощью раствора из различных кислот. Предварительно кромки зачищаются и обезжириваются. Для зачистки можно использовать шаберы или металлическую щетку. Делать это надо непосредственно перед началом работ. В результате должна получиться практически ровная поверхность без трещин, заусенцев и вмятин. Это необходимо, даже если планируется холодная методика соединения.

После зачистки проводится обезжиривание. Для этого применяются растворители на основе ацетона или сам ацетон в чистом виде. Это важно, даже если будет использоваться холодная сварка. После этого производится травка поверхности раствором, состоящим из:

60 мл азота;
50 г натрия;
300 грамм соляной кислоты.

После этой процедуры материал полностью готов к сварочным работам по любому способу, будь-то холодная методика или обычная.

Присадочная проволока

Для прочной сварки титана недостаточно только аппарата с электродом, даже если применяется холодная методика. Также потребуется специальная присадочная проволока, и подбирать ее надо в соответствии с маркировкой, которую можно увидеть на упаковке. В основном применяются следующие виды проволоки с такой маркировкой:

ВТ1-00;
ВТ1-00С;
ОТ4-1;
СПТ-2;
ВТ-2св.

Всё зависит от того, с каким сплавом титана необходимо работать, какая планируется методика — высокотемпературная илихолодная. Но стоит помнить, что перед началом работ проволока так же, как и сварочная поверхность, предварительно обезжиривается и зачищается.

Как производится работа?

Сварка титана осуществляется дуговым методом. Необходимо соблюдать условия, в которых осуществляется стабильное горение дуги, а шов получается ровным и качественным. Обязательно соблюдение вида и полярности тока, скорости работы, необходимого напряжения и диаметра электрода. Для титана используется вольфрамовый электрод, который плавится при воздействии постоянного тока. Горелка при выполнении сварки должна двигаться ровно, без колебаний.

Два элемента, которые необходимо приварить, прижимаются друг к другу, затем накладывается присадочный материал. Между ним и электродом должен быть угол около 90 градусов. При этом важно учитывать, что проволока должна подаваться непрерывно, навстречу горелке. Во время работы рекомендуется использовать специальный флюс АТН-23А или АТН-21А. Это не только повысит защиту, но и улучшит качество шва.

Сварку можно производить в полуавтоматическом или автоматическом режиме при помощи соответствующего оборудования. Нередко применяется и плазменная холодная методика. Вообще сварка титана — процесс достаточно сложный, и требует полного соблюдения техники безопасности.

Правила безопасности

Правила безопасности необходимо соблюдать, даже если проводится холодная сварка. Все провода, проводящие электричество, должны быть хорошо изолированы – это основное правило техники безопасности при работе с любым сварочным оборудованием. Все электрические элементы должны быть заизолированы так же, как и сам держатель электродов. Обязательно должны использоваться защитная маска и комплект спецодежды. Если работа проводится в замкнутом помещении, то может потребоваться резиновый коврик или специальные сапоги. Вся работа должна осуществляется только в зонах с хорошей освещённостью.

Естественно, нельзя касаться голыми руками зажима и клейм цепи, когда они находятся под напряжением или производится сварка титана. Поблизости с рабочим местом не должно быть никаких горючих или легко воспламеняющихся материалов. Если соблюдать эти простые правила, все работы пройдут быстро и, главное, безопасно.