Способ соединения титана с металлами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801296336594 В 23 К 1/19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСК 0 МУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.А.Чуларис, В.И.Балакин, П.В,Лященко и М.М,Михайлова (53) 621,791.3(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 210972, кл. В 23 К 35/30, 1966.Куркумели А.А., Казеннов Ю.Н., Кузнецов И.К., Ринг И,Л, Применение сварки-пайки при изготовлении титан- стальных переходников. Сборник трудов НИКИМТ "Сварочное производство", 1977, вып. 3, с, 95-103.Рябов В.Р., Рыбкин Д.М., Курочко Р.С., Стрижевская Л,Г. Сварка разнородных материалов и сплавов. И.: Машиностроение, 1984, с, 155-161. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНА С МЕТАЛЛАМИ(57) Изобретение относится к области пайки, в частности к способу пайки разнородных материалов. Целью изобре-. тения является повышение качества и работоспособности соединения за счет снижения его химической неоднородности. Титан соединяется со сталью через ниобий. Яа соединяемых деталях выполняют разделку кромок и соединяют их последовательно с промежуточной вставкой. Вначале соединяется титан с ниобием, используя в качестве присадки титановую проволоку. Заполнение разделки кромок осуществляют расплавленной присадкой. Зону соединения нагревают до температуры 1673-1723 К. Сталь с ниобием может быть соединена присадкой из медного сплава после по- а лучения соединения ниобий-титан. Благодаря расплавлению только присадочной проволоки отсутствует взаимное перемешивание взаимодействующих ме- С, таллов и исключается процесс старения швов соединения Уменьшаются химическая и фазовоструктурная неоднородно" сти. 1 з,п. ф-лы, 2 табл. ЮИзобретение относится к пайке, в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при соединении титана со 5 сталями, медью, никелем и их сплавами.Целью изобретения является повышение качества и работоспособности соединения за счет снижения его хц О мической неоднородности.Способ реализуют следующим образом.На соединяемых деталях выполняют разделку кромок и соединяют их последовательно с промежуточной вставкой из ниобия, производя нагрев и заполнение разделки кромок расплавленной присадкой, используя в качестве присадки при соединении титана с ниобием титановую проволоку и нагревая зону соединения при этом до 1673-123 КСталь с ниобием может быть соединена присадкой из медного сплава после получения соединения ниобий - титан,Образование швов между ниобием ититаном, а также ниобия с вторым кон струкционным материалом происходит без расплавления соединяемых поверхностей, т.е. реализуется процесс пайкосварки.Благодаря расплавлению только присадочной проволоки отсутствует взаим 35 ное перемешивание взаимодействующих металлов и исключается процесс старения швов соединения, уменьшаются химическая и фазово-структурная неоднородности, так как они определяются 10 только интенсивностью протекания растворно-диффузионных процессов при взаимодействии твердого основного металла с расплавом присадочной проволоки, 45Последовательность выполнения швов в соединении обусловлена различиями в температурах плавления соединяемых .металлов и смачивания титана, туго- плавкой вставки и второго металла жид-О кой фазой, что подтверждается данными табл. 1. В аргоне и вакууме температура гарантированного смачивания титана и тугоплавкой вставки из ниобия расплавленным титаном составляет 55 1693-1723 К, температура плавления титана и его сплавов 1873-1933 К, а ниобия и его. сплавов 2673-2683 К. Смачивание стали, никеля расплавом сплава на медной основе возможно ужепри 1073 К, а ниобия - только при пе-регревах до 1523 К,Оптимальным с технологической иэкономической точек зрения являетсявыполнение соединений титана с другими конструкционными металлами пайкосваркой без расплавления соединяемыхразнородных металлов при условиях,обеспечивающих установление в соединении изложенных температурных условий образования швов, Кроме того,благодаря выполнению в соединениивначале титанового шва титан - ниобийа затем "медного" шва ниобий - другойконструкционный металл получаемыесоединения свободны от несплошностейтипа несплавлений и отслоений,П р и м е р, Электрической дугойв вакууме соединяли титановый сплавПТ-ЗВ со сталью 20 толщиной 15 ммпри диаметре титановой шайбы 90 мми стального кольца с внутренним диаметром 92 и наружным 180 мм. Вставкуиз тугоплавкого металла - ниобияВН- выбрали толщиной 1 мм, длиной,равной длине окружности титановойшайбы, шириной, равной толщине соединяемых титана и стали, В ниобиевоекольцо вставляли титановую шайбу исоединяли пайкосваркой с использованием расплавляемой титановой присадочной проволоки ВТ-0 беэ расплавления ниобия и титана, Нри образовании "титанового" шва режим пайкосварки обеспечивал температуру смачивания соединяемых поверхностей титаном 1723 К. Затем ниобиевую шайбувставляли в стальное кольцо и соединяли пайкосваркой с использованиемрасплавляемой присадочной проволокииз сплава на основе меди-бронзыБрАМц-2 без расплавления ниобия истали. При этом температура смачивания составляла 1523 К. Параметры режима пайкосварки, обеспечивающие температурные условия смачивания при образовании "титанового" и "медного"швов, исвойства соединений сведеныв табл, 2.Оценка параметров режима сваркопайки показывает их экономичность,а прочностные показатели - высокоекачество соединений титан - сталь. Формула изобретенияСпособ соединения титана с металлами, преимущественно со сталью,заключающийся в разделке кромок и последовательном соединении их с вставкой из йиобия путем нагрева и заполнения разделки расплавленным присадочным материалом, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше-. ния качества и работоспособности соединения за счет снижения его химической неоднородности в качестве приЭ Таблица 1 Характеристикасхватывания Краевой угол" смачивания, град Температурана поверхности основного металла, К 67 1673 Удовлетворительное 43 1723 ХорошееПодплавление спла,ва ПТ-ЗВ 30 1773 Титановая проволокаВТ-0 Слабое 73 1673 Ниобиевый сплав ВН1723 Хорошее Хорошее 173 Титановая проволокаВТ-0 1473 Ниобиевый сплав ВНСлабое 1523 УдовлетворительноеХорошее 1573 Проволока БрЬМц-2Сталь 20 46 1073 Удовлетворительное Хорошее Ъ32 1173 1273 17 Хорошее Проволока БрАМц-2 Марка твердого металлаи расплавляющей проволоки Титановый сплав ПТ-ЗВ 12963364 садки при соединении титана с ниобием используют титановую проволоку, а зону соединения при этом нагревают до температуры 1673-1723 К, 5 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что ниобий соединяют со сталью после соединения его с титаном, используя в качестве присадки медный сплав.Тип соедияеиия Параивтры реиина Силаа Дивнетр проволоки,йн Нехаяическаяпрочность приразрыве, ИПа оростьарки,нй аиетркатода, ни алряхее иа ге, В за,снф /ни Соедииеыие Т титана с ылобиен 80 Э 230-250 (из-зв от лига яиобия)ивина роваититаналыэ 100 26 5 5 240"250 ч а и и я 1, Процесс ведут при остаточион давлеяии в ввкууняой камере - 1,33 1 О ф Па. 2, "Титаиовый" иов выполняют проволокой ВТ-0, в "неляый" " проволокой ВрЪИц"9-2 П р Составитель Л.АбросимоваРедактор Н.Швыдкая Техред А.Кравчук К рректор О,Луговая аказ 703/1 одписно СССРйд, 4/5 енного комите тений и откры 5, Раушская н изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Соедияиобыогсо Ти ВНИИПИ Государс по делам иэоб 13035Москва, Ж