Особливості технології та техніки зварювання хімічно активних металів

- Для зварювання тугоплавких металів потрібно застосування джерела нагрівання з великою потужністю та високою концентрацією енергії у плямі нагріву. У зв’язку з високою Т_пл та теплопровідністю (особливо для V, Nb, Ta);

- Здатність металів активно взаємодіяти з газами викликає необхідність застосування при зварюванні ефективних засобів захисту від взаємодії з атмосферою (камери з контрольованою атмосферою);

- Обмеження вмісту домішок вкорінення у основному металі.

Для V, Nb, Ta: О₂£ 0, 0015%;

N₂£ 0, 015%

H₂£ 0, 001%

C£ 0, 1%

Для Мо: О₂£ 0, 0002%;

N₂£ 0, 0001%

C£ 0, 003%

- Найбільш розповсюджені типи зварних з’єднань: стикові без розробки кромок, тонкий метал з відбортовкою. З’єднання в нахлест та таврові з’єднання застосовуються дуже рідко.

Висока точність збирання зварних стиків (зміщення кромок £ ±50 – 75 мкм).

Підготовка до зварювання:

Включає в себе механічну обробку зварних кромок та наступне хімічне травлення в сумішах кислот (HF, HNO₃, H₂SO₄ ...)Потім промивка у воді та просушування. Безпосередньо перед зварюванням знежирюють спиртом. Особливості механічної обробки W, Cr, Mo – не виключена можливість розшарування та розтріскування. Збирання та зварювання – у білих перчатках.

При дотримуванні технічних вимог зварювання V, Nb, Ta мають гарну зварність, Cr, Mo, W – обмежену. Струменева форма захисту застосовується обмежено у зв’язку з ненадійним захистом від домішок - газів.

Найбільш розповсюджене зварювання неплавким електродом у камерах з контрольованою атмосферою, що виконується в ручну, або автоматичне. Застосовуються накидні камери з місцевим захистом проточним інертним газом.

Перед заповненням камери газ підлягає очистці (силікагель, Ті стружка нагріта до 1000 ⁰С). Підготування камери вимагає вакуумування, продувки та заповнення її інертним газом – Ar або He.

Зварювання в Не дозволяє застосовувати струми у 1, 5 рази менші, ніж в Ar.

В основному зварюють товщини 0, 5 (0, 2) – 2 (3) мм. Частіше всього без присадкового дроту, зазор не більше 0, 15 мм, зміщення кромок £ 0, 1 мм для S=1-2 мм.

При S=3-4 мм застосовують присадковий матеріал такого ж хімічного складу, що і основний метал або з Л.Е.

ІП – іноді зварюють Мо S³ 3 мм, діаметром електроду 1- 1, 2 мм на зворотній полярності у гелії.

ЕП – найбільш перспективний спосіб зварювання тугоплавких металів, так як забезпечує найкращій захист від газів та вузьку зону розплавлення і ЗТВ, що викликає малі деформації.

При ЕП вакуум 10^-5 – 10^-4 мм рт. ст. Велике значення має можливість попередньої зачистки металів дегазацією у вакуумі.

Можна зварювати S = 0, 3 (12) – 100 мм. Використовують зварювання сфокусованим, імпульсним та розфокусованим променем (менше тріщин та прожогів). При зварювання W S=3-4 мм ЕП – являється єдиним способом, який забезпечує сприятливе співвідношення h/e (дугове зварювання W виконують в Не).

Контактне зварювання

Застосовують точкове та шовне зварювання із захистом зони зварювання інертним газом. Недолік – підправлення електродів.

Застосовують покриття зварних деталей графітом, проміжні прокладки з тугоплавких металів (Мо).

Дифузійне зварювання

Установка СДВУ-2 з нагрівом індукційним способом.

Для Nb: Т=1250 ⁰С, р=14, 7 МПа, t=5 хв, вакуум 10^-5 мм рт. ст.

Застосовуються проміжні прокладки (Ni) для зниження температури зварювання. Для W – Т> 1300⁰С – нагрів ЕП.