Способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов Советский патент 1982 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к соединению деталей путем сварки и может быть использовано в машиностроении, судостроении, авиастроении. Известные способы подготовки титановых заготовок под сварку не обеспечивают псвтучения сварных соединений без пор в металле шва, обусловленных растворенным в металле водородом. Известен способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, согласно которому производят нагрев до температуры фазового превращения и выдержку. При использовании известного способа нагревают в вакууме всю заготов ку до 600-800 0 и ы.1держивают 2 16 ч ij . . Однако применение указанного способа термической обработки для подготовки под сварку заготовок из титановых сплаВОВ связано с большими затратами време ни и энергии, не обеспечивает достаточно го обезводороживания металла, не умень шает в достаточной степени пористости металла сварных швов и не дает заметного повышения механических свойств сварных соединений. Цель изобретения - исключение при сварке порообразования и повышение ме ханических свойств сварных соединений за счет уменьшения концентрации водорода в них. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, при котором производят нагрев до температуры фазового прекращения и выдержку, при нагреве кромок до температуры фазового превращения производят охлаждеш1е основного металла, при этом градиент температуры поддерживают не менее .100 град/см на глубине 5-5 О мМ в течение определенного времени в симости от свойств сплава и применяемого источникатепла. Градиент температур создают путем нагрева в вакууме или в защитной среде ловесхностей стыкуемых кромок заготоБОК ДО температуры фазового превращения (около 8 ) при одновременном охлаждении ОСНОЕШОГО металла. Полученный градиент выдерживают от 1 с до 20 мин в зависимости от свойств сплава и применяемого источника тепла. В качестве примера предлагаемой под готовки под сварку заготовок из титановых сплавов можно привести подготовку под сварку заготовок из ВТ-20 размером ЮО 10О и толщиной 25 мм, на стыкуе аах кромках которых создается градиент температур в сторону основного металла, для чего заготовки нагрева гот со стороны стыкуемых поверхностей и охлаждают со стороны основного металла. Нагрев производится в вакуумной камере электронным лучом до температуры 850 С. Охлаждение основного металла производится медными брусками, располагающимися на боковых сторонах образцов на расстоянии 5О мм от нагреваемой поверхности и у торпа, противоположного нагреваемому. Охлаждение образца на расстоянии 4О мм от нагреваемой поверхности осуществляется до 1ОО С. При созданном таким образом на тор цах заготовок градиенте температур получают условия термодиффузии водорода из зоны стыкуемых кромок, близкие к оптимальным. Полученный градиент температур выдерживается 1-2 мин. Сварные швы, вьшолненные на загог ,товках с подготовленными указаннь1М способом кромками свободны от мнкропор и имеют ударную вязкость на уровне основного материала. Использование предлагаемого способа подготовки титановых заготовок под сварку позволит сократить затраты энергии на технологические нужды, повысить КИМ, надежность и долговечность сварных титановых конструкций за счет по- вышения прочности характеристик сварных соединений по сравнению с известными способами: химическим травлением и вакуумным отжигом заготовок. Формула изобретения Способ подготовки под сварку заготовок из титана и его сплавов, при кото- ром производят нагрев до температуры фазового превращения и выдержку, отличающийся тем, что, с целью исключения при сварке порообразования и повышения механических свойств свар- ных соединений за счет уменьшения концентрации водорода в них, при Кромок до температуры фазового превращения производят охлаждение основного металла, при этом градиент температур поддерживают не менее 100 град/см на глубине 5-50 мм в течение определенного временив зависимости от свойств сплава и применяемого источника тепла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 27О771, кл. В 23 К 28/OOf 1968.