Характеристика характерных дефектов
Для сварных соединений всех титановых сплавов в той или иной степени характерны две проблемы: замедленное разрушение и пористость шва.
Замедленное разрушение объясняется образованием в сварном соединении так называемых пиков концентрации водорода, которые совпадают с пиками концентрации сварочных напряжений, расположенными вблизи линии сплавления.
Со временем водород превращается в гидриды с увеличением объема, что способствует образованию трещин в околошовной зоне, вызывая замедленное разрушение. Негативное влияние водорода усиливается остаточными сварочными напряжениями.
Основными мерами борьбы с замедленным разрушением сварных соединений титановых сплавов являются уменьшение содержания водорода в основном металле и отжиг после сварки.
При электронно-лучевой сварке можно, не вынимая изделия из камеры, выполнить так называемый локальный отжиг, прогревая зону термического влияния пучком, сканирующим по растровой развертке. Это снижает концентрацию водорода, перераспределяет остаточные напряжения и уменьшает склонность сварного соединения к замедленному разрушению.
Наиболее распространенными дефектами для сплава ПТ-3В являются поры и холодные трещины.
Поры в сварном шве – это дефекты сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом. Поры в сварных соединениях чаще всего располагаются в виде цепочки пор по зоне сплавления. Они снижают статическую и динамическую прочность соединений.
|
|
|
В отношении пористости при сварке титановых сплавов существуют две основные точки зрения.
Согласно первой, пористость определяется поступлением в сварочную ванну готовых газовых зародышей, возникших вследствие пиролиза загрязнений и разложения влаги на плотно сжатых поверхностях стыка. Те, кто придерживается этой точки зрения, рекомендуют уменьшать шероховатость кромок путем шабрения и полирования, использовать травление и «тепловую» очистку кромок, а также применять гарантированный зазор в стыке и выполнять газоотводящие каналы на торцевых поверхностях стыка.
Согласно второй точке зрения, непременным условием пористости является перенасыщение металла всей сварочной ванны газами, и в первую очередь водородом, или локальное перенасыщение жидкого металла ванны непосредственно меняя растворимость водорода в металле.
С этой позиции основными способами борьбы с пористостью можно считать снижение концентрации водорода в сварной ванне и обеспечение оптимальных условий кристаллизации, а в качестве технологических мер уменьшения пористости в швах рекомендуются изменение погонной энергии, применение повторных проходов, использование импульсных режимов и осцилляции пучка.
|
|
|
Для получения беспористых 
швов необходимо обеспечить требуемую чистоту основного металла и сварочных материалов, сварку выполнять на оптимальных режимах с соблюдением всех требований технологических процессов.
Холодные трещины возникают в результате повышенного содержания кислорода, азота и водорода в сварном соединении в сочетании с растягивающими напряжениями первого рода (остаточными сварочными от внешней нагрузки).
Трещины такого типа могут возникать сразу же после сварки, а также после вылеживания сварных соединений до нескольких лет (процесс замедленного разрушения в результате выпадения гидридов титана).
При повышенном содержании водорода трещины возникают от напряжений второго рода и распространяются под действием напряжений первого рода.
Радикальными мерами борьбы с холодными трещинами являются:
1. Снижение содержания газов в основном и присадочном металле: Н2<0,008%, О2<0,1–0,15%, N2<0,04%;
2. Соблюдение технологии сварки для предотвращения попадания паров воды и вредных газов в зону сварки;
3. Снятие остаточных сварочных напряжений;
4. Предотвращение наводораживания металла в процессе изготовления деталей.
|
|
|
Основные виды дефектов, встречающиеся при ЭЛС титановых сплавов приведены на рис. 3, а причины их возникновения в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование дефекта | Причины возникновения дефекта |
| Непровар (рис. 3, а) | 1. Недостаточная мощность луча 2. Погрешность совмещения луча с плоскостью стыка 3. Намагничиваемость детали |
| Неполномерность (1) и провисание (2) (рис. 3, б) | 1. Завышена мощность луча 2. Занижена скорость сварки 3. Металлургическая нестабильность ванны |
| Кратер в месте окончания шва (1) и высоковольтного пробоя (2) (рис. 3, в) | 1. Резкое изменение мощности и плоскости луча (пробой, аварийное отклонение) 2. Выброс металла ванны в результате металлургической нестабильности ванны |
| Поры (1) и раковины (2) (рис. 3, г) | 1. Плохая очистка свариваемой поверхности от влаги и органических загрязнений. 2. Высокая газонасыщенность металла 3. Высокая скорость сварки 4. Неблагоприятная форма шва |
| Трещины в шве (1) и околошовной зоне (2) (рис. 3, д) | 1. Малая деформационная способность металла в температурном интервале хрупкости 2. Неправильно подобранный режим по погонной энергии и току фокусировки 3. Нетехнологичность конструкционного узла 4. Большие внутренние напряжения |
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 213; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!