Аргонодуговая сварка вольфрамом является одним из наиболее часто используемых методов сварки конструкций из титановых пластин и пластин из титановых сплавов, которые широко используются в вышеуказанных отраслях. Метод имеет большой технологический запас, технологическую адаптируемость, отличное качество сварки и другие характеристики, но есть также более низкая плотность энергии дуги, плохая проплавляющая способность, большее погонное тепло при сварке, термическое повреждение материала, деформация под напряжением при сварке и другие недостатки; особенно при сварке титановых пластин и пластин из титановых сплавов, склонных к пористости и другим дефектам, что напрямую влияет на использование сварных компонентов. В настоящее время при разработке новых самолетов на сварных конструкционных деталях из титановых пластин и пластин из титановых сплавов предъявляются все более высокие требования, существует острая необходимость в разработке нового типа новых, высококачественных и эффективных методов сварки, отвечающих передовым авиационным технологиям. двигатели, самолеты, высокоэффективные, высокопроизводительные и высоконадежные конструкции, передовые технологии производства, длительный срок службы, низкие затраты. Технология дуговой сварки вольфрамом с активным флюсом (A-TIG) призвана адаптироваться к развитию этих требований. Эта технология может не только устранить вышеуказанные недостатки традиционной технологии сварки TIG, но и в тех же технологических условиях может улучшить качество сварки и срок службы компонентов, технологию сварки TIG вольфрамом для разработки новых приложений.
1. Процесс и особенности сварки A-TIG титановой пластины и пластины из титанового сплава
Технология сварки A-TIG представляет собой нанесение слоя активного флюса на поверхность свариваемой детали перед сваркой, а затем вдоль слоя флюса для процесса сварки TIG. По сравнению с традиционным процессом сварки TIG, способность к проникновению сварочной дуги A-TIG из титановых пластин и пластин из титанового сплава значительно увеличивается, снижается тепловложение, сварочная деформация и снижение напряжений. При одинаковых характеристиках компонентов изделия, при одинаковых условиях сварочного тока, можно реализовать без открытия фаски однопроходную сварку или так, чтобы количество наплавочных слоев значительно сократилось, тем самым повысившись производительность сварки и качество продукции, удвоив снижение стоимости. Кроме того, активный флюс может значительно уменьшить дефекты пористости сварного шва, возникающие в процессе аргонодуговой сварки, тем самым напрямую улучшая усталостные свойства сварных соединений и сварных конструкций. Испытания показали, что предел выносливости стыковых соединений титановых пластин TC4 и пластин из титанового сплава A-TIG на 16 % выше, чем при обычной сварке TIG, и может достигать 90 % от основного материала. В настоящее время технология сварки TIG с активным флюсом из титановых пластин и пластин из титановых сплавов превратилась в новый тип передовой технологии производства соединений, обеспечивающей улучшение качества оружия и оборудования, повышение эффективности обработки и снижение затрат.
2, титановая пластина и пластина из титанового сплава, технология сварки A-TIG основного принципа
Наличие тонкой пленки ограничивает проводящее сечение дуги, что приводит к сжатию дуги; во-вторых, поскольку поверхность титановой пластины и пластинчатого материала из титанового сплава перед сваркой покрыта активным слоем флюса, в процессе проводимости дуги сначала активный флюс нагревается от дуги, а металл титана плавится, а жидкий титан в пленку флюса успешно сжимается. прочь, чтобы добиться успеха проводимости дуги и стабильного горения. Из-за хорошей смачиваемости расплавленного активного флюса и жидкого титана пленку флюса нелегко выдавить. Чем меньше он выдавлен, тем уже сварной шов, тем концентрированнее тепловой поток дуги и тем глубже глубина провара; в-третьих, при A-TIG сварке молекулярный пар активного флюса попадает в атмосферу дуги, увеличивая теплопроводность плазмы в столбе дуги, что приводит к контракции дуги; в-четвертых, тепло дуги заставляет активный поток разлагаться, ионизироваться и поступать в периферийное пространство дуги, а ионы потока захватывают электроны периферийного пространства дуги с образованием отрицательных ионов, которые снижают напряжение дуги. периферийное пространство столба дуги, тем самым вызывая сжатие дуги. Именно из-за синергетического эффекта вышеупомянутых аспектов в процессе сварки A-TIG происходит значительное сжатие сварочной дуги, плотность тока столба дуги увеличивается, что приводит к увеличению глубины сварки плавления.
3, статус развития иностранных технологий
Активный флюс был впервые разработан Украинским институтом сварки имени Бартона в 1960-х годах. Его первоначальная разработка предназначена для добавления галогенидов в зону сварного шва для улучшения пористости титановых пластин и пластин из титановых сплавов при сварке TIG в сварном шве. Результаты испытаний показывают, что добавление галогенидов одновременно ингибирует пористость сварного шва титановой пластины и пластины из титанового сплава, но также влияет на форму сварного шва: в случае других условий одинаковы глубина сварного шва ( з) увеличивается, ширина расплава (б) уменьшается и соответственно уменьшается форма коэффициента сварки (ψ= b/h). Кроме того, соответственно снижается тепловложение (q/V) во время сварки. Учитывая ряд положительных эффектов, вызванных добавлением галогенидов, в 1964 году Институт Бартона разработал первый мультиактивированный флюс AHT-9A для сварки пластин из титана и титановых сплавов. В настоящее время его Процесс сварки A-TIG подтвержден испытаниями и применяется в российской авиационной, аэрокосмической, химической промышленности, сосудах под давлением, энергетическом оборудовании, объектах атомной энергетики и других областях. США в области аргонодуговой сварки активными флюсами относительно отстают от Украины. Однако в США разработано применение сварки TIG нержавеющей и углеродистой стали с активным флюсом для строительства корпусов катамаранов, танкеров, корпусов ядерных реакторов, сосудов под давлением и т. д.; Военно-морской флот использует флюс для сварки трубопроводных систем и некоторых деталей кораблей и подводных лодок.
