СПОСОБ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

СПОСОБ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ


RU (11) 2133178 (13) C1

(51) 6 B23K9/167, B23K103:14, B23K35/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 97121429/02 
(22) Дата подачи заявки: 1997.12.09 
(45) Опубликовано: 1999.07.20 
(56) Аналоги изобретения: Куликов Ф.Р. и др. Особенности возникновения и меры предупреждения пористости при сварке плавлением титана большой толщины. Сварочное производство. - 1975, N 11, с.26 - 31. JP 60-49891 A, 24.07.85. SU 425749 A, 17.10.74. Суздалев И.В. и др. Влияние угла наклона электрода на образование газовых полостей в корне шва при аргонодуговой сварке титана. Сварочное производство. - 1972, N 11, с.44 и 45. 
(71) Имя заявителя: Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение 
(72) Имя изобретателя: Меркулов В.И.; Долотов Б.И.; Муравьев В.И.; Марьин Б.Н.; Иванов Ю.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение 
(98) Адрес для переписки: 681018, Комсомольск-на-Амуре, Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение ОНТ, БПЛИР 

(54) СПОСОБ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 

Способ может быть использован при производстве сварных титановых конструкций. Сварку титановых сплавов осуществляют неплавящимся плоскозаточенным электродом с двумя последовательно расположенными вершинами в среде аргона. Расстояние между вершинами электрода определяют по зависимости t 0,013 Icв, где t - расстояние между вершинами, мм; Icв - сварочный ток, A; 0,013 - коэффициент для аргонодуговой сварки, мм/а. Способ позволяет устранить водородную пористость исключением операций по подготовке стыкуемых поверхностей к сварке и по исправлению дефектов сварки. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к дуговой сварке в среде защитных газов активных металлов, преимущественно титановых сплавов, и может быть использовано в различных областях промышленности.

Из уровня техники известно, что одним из наиболее распространенных дефектов при сварке титановых сплавов является пористость, которая связана, в частности, с выделением водорода из стыкуемых кромок в объем сварочной ванны. Поэтому существующие способы уменьшения пористости направлены на удаление адсорбированного слоя со свариваемых кромок либо на создание в сварочной ванне гидродинамической обстановки, облегчающей всплытие водородных пузырьков.

Известен способ дуговой сварки титана неплавящимся электродом (а.с. СССР N 1030120, В 23 К 9/16, 1983 г.), в котором для уменьшения пористости производят очистку присадочной проволоки непосредственно перед вводом в сварочную ванну путем ее подогрева до 1350oС - 1400oС в среде инертного газа.

Недостатком известного способа является его узкая направленность, влияние состояния свариваемых кромок на порообразование не учитывается.

Известен способ подготовки под сварку соединений из титановых сплавов (а.с СССР N 1519022, В 23 К 9/235, 1989 г.), при котором на поверхности стыкуемых кромок формируют защитный слой из нитридов титана.

Недостатком известного способа является обязательное выполнение дополнительной операции (плазменного раскроя), что далеко не всегда осуществимо из-за дополнительных затрат.

Известен также способ сварки титановых сплавов (а.с СССР N 183303, В 23 К 9/16, 1966 г.), при котором для улучшения пористости на кромки стыка и на поверхность электродной (присадочной) проволоки наносят бескислородный флюс на основе галогенидов металлов.

Недостатком известного способа является дополнительный процесс нанесения флюса на поверхность детали и присадочной проволоки, являющийся дополнительной технологической операцией, которая увеличивает трудоемкость сварки, а также опасность загрязнения сварного шва продуктами разложения флюса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ (Куликов Ф.Р., Редчиц В.В., Хохлов В. В. "Особенности возникновения и меры предупреждения пористости при сварки плавлением титана большой толщины", "Сварочное производство", 1975 г., N 11, стр. 26 - 31), основанный на подборе параметров режима сварки с целью создания благоприятных условий для всплытия газовых пузырьков из объема сварочной ванны.

Недостатком известного способа является то, что в реальных условиях невозможно подобрать режимы сварки, гарантирующие достаточно длительное время существования сварочной ванны. Поэтому ограничиваются лишь общими рекомендациями, например использование скорости сварки менее 9 м/ч.

Изобретение направлено на повышение качества сварных соединений за счет устранения водородной пористости свариваемых кромок титана и его сплавов и снижение трудоемкости путем исключения дополнительных операций по обработке свариваемых кромок.

Поставленная задача решается при помощи того, что аргонодуговую сварку титановых сплавов в отличие от прототипа осуществляют плоскозаточенным электродом с двумя вершинами, расположенными при сварке последовательно, причем расстояние между двумя вершинами определяют по эмпирическому соотношению t 0,013 Iсв, где t - расстояние между вершинами, мм; Iсв - сварочный ток, A; 0,013 - коэффициент для аргонодуговой сварки, мм/а. Обеспечение заданного соотношения позволяет в широких пределах изменять время существования жидкой металлической ванны; его минимальная продолжительность будет зависеть от скорости сварки и расстояния между вершинами электрода при неизменном сварочном токе, а также от силы сварочного тока ( = (0,13 Iсв/Vсв)).

В то же время существует достаточно жесткая связь между двумя основными параметрами режима предлагаемого способа сварки - сварочным током Iсв и расстоянием между вершинами электрода t. При нарушении соотношения t 0,013 Iсв возможен обрыв одной из двух дуг, возбуждаемых с электрода; в этом случае скорость кристаллизации металла в сварочной ванне резко возрастет, и благоприятные условия, необходимые для эвакуации пузырьков водорода из жидкого металла, будут нарушены.

Соблюдение соотношения t 0,013 Iсв позволяет полностью устранить явления водородной пористости при аргонодуговой сварке титановых сплавов.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на чертеже представлена схема предлагаемого способа дуговой сварки. Плоскозаточенный вольфрамовый электрод 1 с двумя вершинами 2 устанавливают таким образом, чтобы обе вершины располагались по оси стыка детали 3. При подаче сварочного тока одновременно возбуждаются две сварочные дуги 4. Первая по ходу сварки дуга расплавляет свариваемые кромки и присадочный металл, а вторая дуга удерживает ванну в жидком состоянии дополнительное время, достаточное для всплытия водородных пузырьков на поверхность.

Пример. 30 Образцов из титанового сплава ВТ-20 подвергали поверхностной обработке, провоцирующей водородную пористость, и последующей аргонодуговой сварке.

Причем для сварки 6 образцов (контрольных) использовался стандартный вольфрамовый электрод с конусной заточкой, а для остальных - плоскозаточенный вольфрамовый электрод с двумя вершинами.

Исследование сварных швов показалo, что на всех 6 контрольных образцах наблюдается сплошная пористость.

В то же время из остальных 24 образцов, заваренных по предложенному способу, единичные поры (1 пора на 25 см сварного шва) были обнаружены лишь на 3 образцах; остальные швы полностью свободны от пор.

Таким образом, использование изобретения позволяет устранить трудоемкие операции по подготовке поверхности стыка к сварке и повысить качество сварных швов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ аргонодуговой сварки титановых сплавов, при котором сварку осуществляют неплавящимся электродом, а время существования сварочной ванны регулируют путем подбора параметров режима сварки, отличающийся тем, что электрод выполняют плоскозаточенным с двумя последовательно расположенными вершинами, при этом расстояние t (мм) между вершинами выбирают из условия t 0,013 Iсв, где Iсв - сварочный ток, А.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Технология сварки и сварочное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+сварка -металлов".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сварка" будут найдены слова "газасварка", "электросварка" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("сварка!").



Рейтинг@Mail.ru