В данном техническом руководстве проводится сравнение относительной свариваемости коммерчески чистого титана и ряда титановых сплавов, а также приводятся практические технологические данные по газово-вольфрамовой дуговой сварке, плазменной дуговой сварке и электронно-лучевой сварке. В нем рассматриваются виды и размеры разделки кромок для газово-вольфрамовой дуговой сварки, схемы защиты сварочной ванны и зоны термического влияния, а также приводятся таблицы параметров для ручной и автоматической сварки. В дополнительных таблицах приведены настройки для плазменной и электронно-лучевой сварки в зависимости от толщины заготовки, включая ток, напряжение, скорость перемещения, подачу присадочной проволоки, размер сопла и расход аргона. Указанные в таблицах значения относятся к перечисленным толщинам заготовок и условиям процесса, а не являются универсальными квалификационными пределами.
Титан и титановые сплавы можно соединять методами газовой вольфрамовой дуговой сварки, плазменной дуговой сварки и электронно-лучевой сварки. Свариваемость сплавов варьируется, и успех сварки зависит от геометрии соединения, чистоты кромок, эффективной защиты расплавленного металла и настроек процесса, соответствующих толщине заготовки. В приведённых ниже таблицах сравниваются свариваемость, а также приводятся размеры паза, расход газа и параметры сварки для указанных условий.
| Сплав | Относительная свариваемость |
| Коммерчески чистый титан | Отличная свариваемость |
| Ti-5Al-2,5Sn | Удовлетворительная свариваемость |
| Ti-5Al-2.5Sn (с очень низким содержанием примесей) | Отличная свариваемость |
| Ti-0.2Pd | Отличная свариваемость |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Удовлетворительная свариваемость |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | Удовлетворительная свариваемость |
| Ti-5Al-4V | Удовлетворительная свариваемость |
| Ti-6Al-4V | Удовлетворительная свариваемость |
| Ti-6Al-4V (с очень низким содержанием примесей) | Отличная свариваемость |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | Плохая свариваемость; применение ограничено специальными случаями |
| Ti-6Al-6V-2Sn | Плохая свариваемость; применение ограничено специальными случаями |
Примечание: Нагрев в сварном соединении в значительной степени зависит от шероховатости поверхности паза, чистоты кромок и подготовки титанового материала перед сваркой.
| Тип разделки кромок | Толщина заготовки, δ/mm | Размеры разделки кромок | ||
| Зазор/mm | Притупление кромки/mm | Угол/(°) | ||
| I-образная разделка | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| V-образная разделка | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| X-образная разделка | 6.4~38 | 30~90 | ||
| U-образная разделка | 6.4~25 | 15~30 | ||
| Двусторонняя U-образная разделка | 19~51 | 15~30 | ||
[МЕСТО ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ: Типы и размеры пазов для титановой сварки GTAW]
| Категория | Экранированная зона | Меры по защите | Применение и характеристики |
| Локальное экранирование | Сварочная ванна и прилегающая зона | Используйте цилиндрическую или эллиптическую насадку, обеспечивающую эффективную защиту, и соответственно увеличьте расход аргона. | Подходит для заготовок с правильной геометрией сварного шва и простой конструкцией; удобен в эксплуатации и отличается высокой гибкостью. |
| Сварной шов и зона термического воздействия при температурах ≥400 °C |
|
||
| Корень сварного шва и зона термического влияния при температурах ≥400 °C |
|
||
| Экранирование корпуса, заполненного аргоном | Вся заготовка |
|
Подходит для деталей сложной конструкции с ограниченным доступом для сварки. |
| Улучшенное охлаждение | Сварной шов и зона термического влияния |
|
Используется в сочетании с другими средствами экранирования для повышения уровня защиты. |
| Толщина заготовки / mm | Тип разделки кромок | Диаметр вольфрамового электрода, mm | Диаметр присадочной проволоки, mm | Количество проходов сварки | Ток сварки/А | Расход аргона (L/min) | Диаметр отверстия форсунки, mm | Примечания | ||
| Лицевая сторона | Скользящий щит | Сторона корня | ||||||||
| 0.5 | Стыковое соединение с I-образной канавкой | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | Зазор в стике: 0.5 mm |
| 1.0 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 40~60 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | ||
| 1.5 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 60~80 | 10~12 | 14~16 | 8~10 | 10~12 | ||
| 2.0 | 2.0~3.0 | 1.0~2.0 | 1 | 80~110 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 2.5 | 2.0~3.0 | 2.0 | 1 | 110~120 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 3.0 | Стыковое соединение с V-образной канавкой | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | Зазор разделки: 2~3 mm; притупление кромки: 0.5 mm. Под сварной шов укладывается стальная подкладочная пластина, угол наклона паза составляет 60°~65°. |
| 3.5 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | ||
| 4.0 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 2 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2~3 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 18~20 | ||
| 7.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| 8.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 3~4 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| Толщина заготовки / mm | Диаметр вольфрамового электрода, mm | Диаметр присадочной проволоки, mm | Ток сварки/А | Напряжение дуги/В | Скорость перемещения (m/min) | Скорость подачи проволоки (m/min) | Тип разделки кромок | Количество проходов сварки | Расход аргона (L/min) | ||
| Лицевая сторона | Сторона корня | Скользящий щит | |||||||||
| 0.5 | 1.5 | – | 25~40 | 8~10 | – | – | – | 1 | – | – | – |
| 0.8 | 1.5 | – | 45~55 | 0.2~0.4 | – | 1 | 8~12 | 2~4 | 10~15 | ||
| 1.0 | 1.6 | – | 50~65 | 0.3~0.5 | – | 1 | |||||
| 1.2 | 2.0 | – | 75~90 | 10~12 | 0.15~0.45 | 0.25~0.45 | – | 1 | 10~15 | 3~6 | 12~18 |
| 1.5 | 2.0 | 1.2~1.6 | 90~120 | – | 1 | ||||||
| 2.0 | 2.5 | 1.6~2.0 | 140~160 | 10~14 | 0.15~0.40 | 0.25~0.60 | – | 1 | |||
| 2.5 | 3.0 | 1.6~2.0 | 180~220 | 0.25~0.75 | – | 1 | |||||
| 3.0 | 3.0 | 2.0~3.0 | 200~240 | 14~16 | 0.30~0.33 | 0.30~0.85 | – | 1 | 12~14 | 10~12 | 16~18 |
| 4.0 | 3.0 | 3.0 | 200~260 | – | Зазор 12 mm | 2 | 14~16 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0 | 240~280 | 14~18 | 0.30~0.35 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | |
| 10 | 4.0 | 3.0 | 200~260 | 0.15~0.20 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | ||
| Толщина заготовки / mm | Диаметр отверстия форсунки, mm | Ток сварки/А | Напряжение сварки/В | Скорость перемещения (m/min) | Скорость подачи проволоки (m/min) | Диаметр присадочной проволоки, mm | Расход аргона (L/min) | |||
| Плазменный газ | Защитный газ | Скользящий щит | Сторона корня | |||||||
| 0.2 | 0.8 | 5 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 0.4 | 0.8 | 6 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 1 | 1.5 | 35 | 18 | 12 | – | – | 0.5 | 12 | 15 | 2 |
| 3 | 3.5 | 150 | 24 | 23 | 60 | 1.5 | 4 | 15 | 20 | 6 |
| 6 | 3.5 | 160 | 30 | 18 | 68 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 8 | 3.5 | 172 | 30 | 18 | 72 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 10 | 3.5 | 250 | 25 | 9 | 46 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| Толщина заготовки / mm | Напряжение ускорения/В | Ток электронного пучка / mA | Скорость перемещения (m/min) | Примечания |
| 1.0 | 13 | 50 | 2.1 | – |
| 1.3 | 85 | 4 | 1.52 | – |
| 2.0 | 18.5 | 90 | 1.90 | – |
| 3.0 | 20.0 | 95 | 0.80 | – |
| 5.08 | 12.5 | 8 | 0.46 | Высокое напряжение |
| 28 | 180 | 1.27 | Высокое напряжение | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | Полное проникновение |
| 19 | 80 | 2.29 | Поверхность сварного шва | |
| 16.0 | 30 | 260 | 1.50 | – |
| 25.0 | 40 | 350 | 1.30 | – |
| 25.4 | 23 | 300 | 0.38 | – |
| 50.0 | 45 | 450 | 0.70 | – |
| 50.8 | 46 | 495 | 1.04 | Полное проникновение |
| 19 | 105 | 1.04 | Поверхность сварного шва | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | Полное проникновение |
| 20 | 110 | 0.76 | Поверхность сварного шва |
Поделитесь своим чертежом, материалом, заданным допуском или вопросом по применению. Наша команда инженеров поможет рассмотреть маршрут обработки и предложит практичный следующий шаг.
Технология обработки
Алюминий можно соединять с помощью методов MIG, TIG, сварки трением с перемешиванием, контактной сварки, плазменной сварки, электронно-лучевой сварки и других технологий. В данном практическом сравнении основное внимание уделяется оборудованию для сварки MIG,...
Читать статьюТехнология обработки
Титан и титановые сплавы требуют тщательной очистки и постоянной защиты инертным газом во время сварки. В данном руководстве описаны методы удаления оксидов, травления кислотой, обезжиривания, очистки без использования хлоридов...
Читать статьюТехнология обработки
Титановый лист трудно поддается формовке при комнатной температуре из-за высокого предела текучести, ограниченной пластичности и сильного пружинного отскока. В данном руководстве объясняется...
Читать статьюТехнология обработки
Сварка титана требует строгого контроля температуры, защитного газа, чистоты поверхности и подготовки межпроходных швов. В данном руководстве объясняется, почему пламенная резка, нечистый аргон,...
Читать статью
