Способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(51) В 23 К 9/02; В 23 К 37/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 30.07,83. Бюл.28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Брошюра Сварка титана МДНТПим, Дзержинского, М., 1958, с. 23.2. Авторское свидетельство СССР193633, кл, В 23 К 9/16,09.03.66 (прототип).(54) (57) СПОСОБ МЕСТНОЛ ЗАЩ 4- ТЫ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ШВА ПРИ СВАРКЕ, при котором самоудерживающееся покрытие в виде флюс-пасты наносят на защищаемые поверхности, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полного провара при сварке стыковых соединений, покрытие выполняют двухслойным, причем первый слой наносят узкой полосой на свариваемые кромки только в зоне требуемого провара и выполняют на основе титанового порошка,Изобретение относится к сварке плавлением и может быть использовано при сварке сложных титановых узловбез применения камер с контролируемой атмосферой.В современной сварочной технологии при сварке титановых узлов все чаще вместо дорогостоящих камер с контролируемой атмосферой применяют способы местной защиты металла от атмосферы воздуха.Известен способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва с помощью карманов из газонепроницаемых материалов 11.Недостатком известного способая является его сложность и недостаточное качество защиты.Известен также способ местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке, согласно которому самоудерживающееся покрытие в виде флюс-пасты наносят на защищаемые поверхности 2.Недостаток указанного способа заключаетея в том, что при однопоходной (с полным приваром) сварке стыковых соединений из титановых сплавов на оптимальдля данной толщины металла режиме, который определяется как шириной шва, так и его коэффициентом формы, и с защитой обратной стороны шва флюсовым покрытием наблюдается несплавление кромок со стороны корня шва, т. е. не формируется обратный валик. Это является следствием не только условий теплопередачи на границе металл - расплавленный флюс, но и в большой степени окисления кромок кислородом атмосферы в процессе нагрева флюса до его расплавления (диффузия через пустоты между гранулами флюса). При этом интенсивность окисления значительна, так как в силу низкой теплопроводности титана, условий на границе металл - флюс и опережения во времени фазой нагрева металла фазы плавления флюса температура кромок с обратной стороны шва в момент образования сплошного слоя расплавленного флюса достаточно велика и может значительно превышать температуру перехода флюса в жидкое состояние. Нельзя гакже исключить диффузию кислорода через флюсовой расплав в процессе сварки. Окисленные кромки имеют более высокую гемпературу плавления и хуже смачивают,я расплавленным металлом, что препят.пует формированию обратного валика.Цель изобретения - обеспечение полного провара при сварке стыковых соединений.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу местной защиты титановых сплавов с обратной стороны шва при сварке, при котором самоудерживающееся : и;рытие в виде флюс-пасты наносят на ;цигцаемые поверхности, покрытие выпол)т двухслойным, причем первь;и слой наят узкой полосой на св и:ваемые кром 5 10ки только в зоне требуемого провара и выполняют на основе титанового порошка.Для определения оптимального количественного соотношения компонентов в покрытии проводилась аргонно-дуговая сварка плоских образцов из сплава БТ 20 толщиной 2 мм, защищенных с обратной стороны шва исследуемым покрытием, с последующей оценкой прочностных и пластических свойств сварных соединений путем определения предела прочности при статическом разрыве и угла загиба при статическом изгибе. 25 Полученные прочностные и пластические характеристики сваренных таким путем соединений соответствуют требованиям,предъявляемым к сварным соединениям техническими условиями, действующими в отрасли.Соотношение компонентов в слоях покрытий следущее, вес./о,Первый слой. Титановый порошок 27,5Акриловая смола 72,5Второй слой, Кальций фтористый 76Натрий хлористый 4Акриловая смола 20В указанных примерах защитных покрытий в качестве связующего использовалиакриловую смолу типа БМК(3 вес.о/о),разведенную на растворителе Р(77 вес,/,)ЗО а в качестве титанового порошка - порошок типа ПТМ,Покрытие наносят перед сваркой на металл с обратной стороны шва, При этомширина покрытой зоны должна быть не менее ширины зоны высокотемпературноговзаимодействия металла с атмосферой, атолщина не менее 1,7 - 2 мм.Ширина первого слоя (на основе титанового порошка) должна быть не менее4 - 5 мм, толщина не менее 0,8 - 1 мм. Ма 4 О териал галогенидного наполнителя представляет собой порошок с диаметром гранул 0,10 - 0,15 мм.Покрытие наносится шаблонным шпателем методом обмазки. Сушка каждого слояпокрытия осуществляется при Т=200 С в45 течение 20 мин или при комнатной температуре в течение 8 ч,Первый слой покрытия в этом случаеобеспечивает дополнительную защиту шваот кислорода и способствует формированиюобратного валика. Это объясняется тем, чтотитановый порошок, имея такое же, как основной металл, химическое средство к кислороду, но значительно большую (в силутонкой грануляции) активную поверхность,в процессе сварочного нагрева окисляетсякислородом, проникшим к зоне формирования обратной стороны шва. Этим первыйслой препятствует проникновению значительной части кислорода к кромкам и их1031665 Составитель Е. Сомова Редактор Н. Безродная Техред И. Верес Корректор И. Ватрушкина Заказ 528 Ц 13 Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб, д. 4/5 Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4окислению. При этом большая часть окислов порошка переходит в расплавленный флюс, так как окислы титана хорошо растворимы в растворах фторидов щелочноземельных металлов, в данном случае кальция.Размер первого слоя (количество титанового порошка) берется таким, чтобы осуществляемая дополнительная защита обеспечивала сплавление кромок и качественное формирование обратной стороны шва. Например, при аргонно-дуговой сварке сплава ВТ 20 с толщиной листа 2 мм ширина первого слоя составляет 4 - 5 мм, а толщина - 0,8 - 1,0 мм. После сварки первый слой удаляется вместе с остальной частью покрытия механическим путем.