Максимальная растворимость водорода в титане в твердом состоянии равна 0,2 вес.% и доходит до нуля при температуре 125° С.

Растворимость водорода в жидком титане изучена В. И. Лакомским [18] от температуры плавления до 2300° С. Экстраполяция температурной зависимости растворимости водорода в жидком титане и зависимости для Ti построенной по данным Мак-Виллена, позволила установить наличие скачка растворимости при температуре плавления. Если принять эту зависимость, то титан предрасположен к пористости по вине водорода. По мнению В. И. Явойского характер изменения растворимости водорода в титане при температуре кристаллизации противоположный и титан не склонен к водородной пористости.

Присутствие водорода в твердом титане приводит к развитию «водородной хрупкости». Пластические свойства при этом понижаются (рис. 3.3).

--> Содержание Н, % ат.

Рис. 3.3. Влияние водорода на пластичность титана высокой чистоты

Водород в металле распределяется неравномерно. Он образует локальные скопления на границах зерен, а также внутри зерен на дислокациях. Водородная хрупкость является результатом сегрегации водорода. Причиной хрупкости является образование трещин в местах выделения гидридной фазы. Выделение этой фазы, характеризующейся большим удельным объемом по сравнению с металлом, сопровождается большими локальными напряжениями, которые могут превзойти прочность матрицы и тогда зарождается трещина.

Опытные данные о растворимости азота (как и кислорода) в жидком титане в литературе отсутствуют. Известно лишь его высокое сродство с жидким титаном и меньшая склонность к хемосорбции , чем у кислорода. Это связано с высоким значением энергии диссоциации молекул азота, затрудняющим переход газа из молекулярного в атомарное состояние на поверхности металла. В то же время азот имеет малое электронное сродство. В результате взаимодействия азота с титаном образуется нитрит титана TiN по реакции

Ti_ж + 1/2N_2газ = TiN_тв

Несмотря на то что ТiN один из наиболее тугоплавких и стойких нитридов (Т_пл = = 3223 К), при нагревании он испаряется с образованием паров титана и молекулярного азота. Причем с охлаждением нитрида эти газы не поглощаются.

При температуре 2700 К, устанавливается равновесие (рис. 3.4). Если температура жидкого титана превышает 2700 К, то разложение нитрида - более вероятный процесс, чем его образование. Взаимодействия паров титана и азота с образованием TiN_газ не происходит, так как нитрид титана в газовой фазе не существует. Таким образом, хемосорбция азота происходит в основном в более холодной хвостовой части сварочной ванны.

Рис. 3.4

3.2 Тепловая свариваемость

Характерной особенностью б + в-сплавов является наиболее высокая температура начала рекристаллизации по сравнению с однофазными титановыми сплавами. Так, для двухфазного сплава ОТ4 и отношение температуры начала рекристаллизации Тн.р к температуре б + в> в-превращение (Тп.п) равно 0,84. В то же время для а-сплавов (ВТ5-1, ВТ5) и в-сплава типа ВТ15 Тн.р/Тп.п=0,55-0,72, поэтому рекристаллизованная крупнозернистая структура в зоне термического влияния на б + в - сплавах имеет меньшую протяженность, чем на сплавах другого типа. Свойства металла в зоне сплавления определяются термическим циклом сварки, основными параметрами которого являются максимальная температура нагрева T max, скорость нагрева, время пребывания металла при температуре выше Тф и скорость охлаждения щ _охл. В зоне сплавления Tmax>Tф, поэтому при максимальной температуре более или менее полно фиксируется в-фаза. Скорость нагрева в зоне сплавления очень велика и, хотя и изменяется в зависимости от ряда факторов, но в небольших пределах

Основным фактором, влияющим, на свойства зоны сплавления, является скорость охлаждения в _oxл. Время пребывания металла при температуре выше Тф зависит от щ _охл.

Таким образом, наиболее эффективным и практически приемлемым регулированием свойств в околошовной зоне является изменение скорости охлаждения в интервале фазовых превращений в процессе сварки.

Начальным этапом изучения свариваемости высокопрочных сплавов титана является исследование влияния скорости охлаждения в интервале фазовых превращений на их структуру и механические свойства. Существует несколько методик, позволяющих на специальных образцах имитировать термический цикл сварки и изменять в широких пределах его основные параметры.

Определив зависимости структуры и свойств зоны сплавления от скоростей охлаждения, находят оптимальный интервал последних. Исходя из полученных зависимостей, выбирают технологию сварки.

Характер влияния режимов сварки на структуру, свойства и размеры околошовного участка определяется составом сплава. С увеличением степени легирования в_oxл при сварке следует уменьшать. По литературным данным для сплава ОТ4 в_oxл должна быть не более 40°С/с. При больших значениях в_oxл в результате резкой закалки на б `- фазу снижается пластичность.⁽²⁾

Появление холодных трещин обусловлено потерей пластичности в микрообъемах металла вблизи пор. Более склонны к потере пластичности швы, выполненные неплавящимся электродом, по сравнению с соединениями, сваренными плавящимся электродом. Это явление объясняют более длительным пребыванием металла в расплавленном состоянии (при сварке неплавящимся электродом ванна жидкого металла существует примерно в 2 раза дольше). Время пребывания металла шва в расплавленном состоянии определяет его насыщение примесями - газами.

Обнаружено, что швы на двухфазных а+в-сплавах более склонны к образованию пор, чем на однофазных в-сплавах. С увеличением числа проходов в многослойных швах количество пор возрастает. Пористость в швах зависит от погонной энергии при сварке: с повышением погонной энергии до определенных пределов количество пор резко увеличивается. При сварке сжатой дугой образование газовых полостей в металле шва вызвано нарушением динамического равновесия между давлением дуги и гидростатическим давлением жидкого металла, в хвостовой части сварочной ванны возможным отклонением дуги от нормали и др. Поры снижают механическую прочность сварных соединений и их конструктивную прочность. Пористость влияет отрицательно на циклическую прочность сварных соединений из титановых сплавов.

Холодные трещины возникают в результате повышенного содержания водорода в СС в сочетании с растягивающими напряжениями первого рода (остаточными сварочными и от внешней нагрузки). Трещины такого типа могут возникать сразу же после сварки, а также после вылеживания сварных изделий до нескольких лет (процесс замедленного разрушения). Начальный этап зарождения трещин - это упруговязкое течение по границам зерен с последующим развитием упругопластической деформации в объемах, прилегающих к вершинам границ зерен. Концентрация деформации по границам постепенно понижается, и металл оказывается способным воспринимать более заметную внутризеренную деформацию. Увеличение содержания в -стабилизирующих упрочняющих элементов и примесей (кислорода, азота) вышеопределенных пределов может вызвать локализацию пластической деформации по границам зерен. Такое же действие оказывает интенсивное насыщение границ зерен вакансиями. В результате гидридного превращения происходит значительная локальная деформация по границам зерен и плоскостям скольжения, что приводит к избыточной концентрации вакансий и способствует этим зарождению холодных трещин.

Радикальными мерами борьбы с холодными трещинами являются:

а) снижение содержания газов в основном и присадочном материале:

H2 < 0,008 %, O2 < 0,1-0,12 %, N2 < 0,04 %;

б) соблюдение технологии сварки для предотвращения попадания паров воды и вредных газов в зону сварки;

в) снятие остаточных напряжений;

г) предотвращение возможности наводороживания СС при эксплуатации.

3.3 Образование дефектов при сварке плавления у титана

Титан и его сплавы не склонны к образованию кристаллизационных (горячих) трещин в металле шва. Наиболее распространенными дефектами являются поры и холодные трещины. Поры в СС чаще всего располагаются в виде цепочки в зоне сплавления. Водород и кислород могут вызвать пористость в металле шва. Поры в швах - наиболее распространенный дефект соединений при сварке титановых сплавов. Основной причиной пористости является водород, присутствующий в свариваемом металле в зоне дуги. Установлено, что поры образуются в результате изменения растворимости водорода в металле при повышении температуры. Предполагается, что кислород также может вызвать пористость, взаимодействуя с водородом. Азот без примесей других газов не вызывает образования пор.

К образованию пор приводит главным образом загрязнение основного металла и быстрое охлаждение соединения. Очистка основного металла перед сваркой и замедленное охлаждение после сварки препятствовали образованию пор. Утверждают также, что основными причинами образования пор в сварных швах являются загрязнения и твердые частицы на свариваемых кромках, на поверхности присадочной проволоки и на стенках газоподводящей системы. Поры в швах титановых сплавов могут вызвать трещины.

3.4 Взаимодействие титана с газами

Основные трудности при сварке титана обусловлены его высокой химической активностью по отношению к газам (кислороду, азоту, водороду) при нагреве и расплавлении. При комнатной температуре титан взаимодействует с кислородом, стабилизирующим б-фазу, по реакции

Ti+O₂ = TiO₂

с образованием поверхностного слоя с большой твердостью - альфинированного слоя, - который предохраняет титан от дальнейшего окисления. При нагреве до температуры 350°С и выше титан активно поглощает кислород, образуя различные окислы (от Ti₆O до TiO₂) с высокими твердостью, прочностью и низкой пластичностью. По мере окисления оксидная пленка меняет окраску от желто-золотистой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. Эти цвета в околошовной зоне характеризуют качество защиты металла при сварке.

При температуре выше 500°С титан активно взаимодействует с азотом с образованием нитридов, повышающих твердость и прочность металла, но снижающих его пластичность. Перед сваркой следует полностью удалять поверхностный слой титана, насыщенный повышенным количеством кислорода (альфинированный слой) и азота, поскольку при попадании частиц данного слоя в сварной шов металл становится хрупким, появляются холодные трещины. Допустимое содержание азота в титане составляет до 0,05%, кислорода - до 0,15%.

Водород даже в небольшом количестве значительно ухудшает свойства титана. Он активно поглощается титаном при температуре 200-400°С. С повышением температуры водород начинает выделяться из титана и сгорает. При более низких температурах содержание водорода также снижается, однако гидриды титана TiH₂ способствуют образованию пор и замедленному разрушению титана - возникновению холодных трещин спустя длительное время после сварки. Допустимое содержание водорода в титане составляет до 0,01%.

Тщательная защита от насыщения металла газами требуется не только для расплавленного металла, но также для участков твердого металла с температурой 400°С и выше. Как правило, это обеспечивается за счет использования флюсов, металлических и флюсовых подкладок, специальных защитных газовых подушек. О надежной защите свидетельствует блестящая поверхность металла после сварки, о плохой защите - желто-голубая окраска, серые налеты.



4. Выбор способов сварки и типов сварных соединений

До проведения сборки и сварки бачка необходимо произвести механическая подготовку, разделку кромок под сварку, отбортовку, снятие фаски, подгонка кромок. Зазоры между свариваемыми кромками должны соответствовать требованиям чертежа, соответствующего Государственного стандарта.

Оптимальный зазор между свариваемыми кромками должен составлять 10% от наименьшей толщины детали.

В стыковых соединениях смещение кромок по высоте (рис.4.1) на всей длине шва не должно превышать значений указанных в таблице 4.1.

Рис.4.1

Таблица 4.1

Толщина материала, мм	Смещение, % от толщины материала
до 3 свыше 3	20 15, но не более 1,5 мм

Для обеспечения указанных в чертежах размеров допускается при сборке производить пригонку деталей (обработку, подгибку, развальцовку и т.п.) как в холодном состоянии, так и с подогревом. Температура подогрева не должна вызывать изменений физико-механических свойств металла.

Недопустимость пригонки по месту или особые требования к ней должны указываться в чертежах.

Сборку заготовок под сварку рекомендуется производить с помощью зажимных приспособлений без прихватки. При отсутствии таких приспособлений следует производить прихватку ручной аргоно-дуговой сваркой. Прихватки в виде точек должны иметь минимальные размеры и располагаться по длине шва на расстоянии 15-50 мм, в зависимости от толщины свариваемого металла: с увеличением толщины расстояние между прихватками увеличивается. Прихватка деталей должна производиться с соблюдением тех же требований в отношении защиты металла инертным газом, что и при сварке.

Не допускается расположение прихваток в углах или около отверстий, а также в местах пересечения швов или в местах резкого изменения направления шва.

Перед сваркой прихватку необходимо зачистить стальной щёткой и излишнее количество металла снять механическим путём (напильником личным).

При автоматической сварке прямолинейных швов рекомендуется по концам соединения прихватывать технологические пластины, одна из которых служит для возбуждения дуги, другая для вывода кратера по окончании сварки.

При автоматической сварке вольфрамовый электрод располагается к изделию под углом 80-90⁰. Длина выступающего из сопла конца вольфрамового электрода должна составлять 5-12 мм. Длина дуги поддерживается в пределах 1-3 мм.

Конец вольфрамового электрода при сварке затачивается на конус с углом 30-50⁰. Заточка производится по мере оплавления. В зависимости от типа соединения и приёмов сварки режимы корректируются сварщиком по результатам пробной сварки технологических образцов по марке материала и толщине, соответствующих свариваемому изделию.

При сварке на автомате перед началом сварки партии изделий сваривают 1-3 технологических образца для подбора режима и контроля качества сварки.

Выбор диаметра вольфрамового электрода производится в зависимости от значения сварочного тока.

Таблица 4.2 Зависимость диаметра вольфрамового электрода от сварочного тока

Диаметр электрода, мм	Защитный газ
	Аргон	Гелий
	Постоянный ток, А
0,8-2,0	65-150	50-110

Процесс сварки рекомендуется вести без перерывов. При возобновлении сварки после случайного или вынужденного обрыва дуги, окончание шва следует перекрывать на 10-15 мм. Заделку кратера по окончании сварки следует производить постепенным гашением дуги с помощью реостата в сварочной цепи.

Подачу газа выключать через 5-10 секунд после прекращения горения дуги для обеспечения защиты металла от окисления при остывании.

Правка изделий после сварки, а также в случае необходимости после термообработки сварных соединений может производиться как в холодном, так и в горячем состоянии при условии сохранения качества изделия и его геометрической формы.

Режимы сварки Ti и его сплавов приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Толщина материала, мм	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Диаметр сварочной проволоки, мм	Сварочный ток, А	Расход аргона, л/мин
				Для защиты дуги	Для защиты обратной стороны шва
0,8	1,5	1,0-1,5	30-50	5-8	2-3

Ориентировочные режимы автоматической сварки стыковых соединений из Ti сплавов без присадочного металла приведены в таблице 4.4

Таблица 4.4

Толщина материала, мм	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Сварочный ток, А	Скорость сварки, м/ч	Установочная длина дуги, мм	Расход аргона, л/мин
					Для защиты дуги	Для защиты остывающего шва	Для защиты обратной стороны шва
0,8	1,5	40-80	20-40	1,0-1,2	6-8	3-5	2-3

Типы соединений деталей бачка.

Стыковое соединение ГОСТ 14771-76-С2

Стыковое соединение с отбортовкой 14771-76-С28

Сварка в инертных газах - наиболее распространенный способ сварки, применяющийся для изготовления сварных конструкций из алюминиевых сплавов ответственного назначения. Сварка выполняется неплавящимся вольфрамовым электродом (ручная и механизированная) и плавящимся электродом (полуавтоматическая и автоматическая). В качестве защитного инертного газа используют в основном аргон первого сорта или гелий высокой чистоты, а для сварки плавящимся электродом - смесь аргона с гелием. Выбор вида сварки в инертных газах определяется толщиной металла, конструкцией изделия и масштабом производства.

Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов является наиболее универсальным способом сварки. Этим способом можно выполнить сварку в различных пространственных положениях и в труднодоступных местах. Формирование шва наилучшее. Этот способ обеспечивает получение плотных швов, малонасыщенных газами. При этом достигается высокая прочность и пластичность сварных соединений, близкие к прочности и пластичности основного металла.

Сварка неплавящимся электродом может производиться одной, двумя или тремя дугами.

При двухдуговой сварке с растянутой ванной создаются благоприятные условия для предупреждения образования пор.

Трехфазная дуга является одним из наиболее мощных концентрированных источников тепла, ее мощность более чем в 2 раза превышает мощность однофазной дуги при том же токе и напряжении. Трехфазная дуга отличается высокой устойчивостью. При сварке трехфазной дугой постоянно горит, по крайней мере, одна дуга, поэтому на осциллограмме не наблюдается значительных пиков зажигания и нулевых площадок тока. Применение сварки трехфазной дугой дает увеличение производительности в 3-5 раз и позволяет снизить расход электроэнергии на 20-40%. Однако сварку трехфазной дугой применяют редко из-за сложности оборудования и неудобства работы.

Сварка неплавящимся электродом целесообразна для сварки металла толщиной до 12 мм. Металл толщиной до 3 мм сваривают за один проход на стальной подкладке; при толщине металла 4 - 6мм сварку выполняют с двух сторон, а начиная с толщины 6 - 7мм применяют разделку кромок (v- или x- образную). Соединение с отбортовкой кромок целесообразно для металла толщиной 0,8-2мм.

Питание дуги осуществляется от источника переменного тока, что обеспечивает разрушение оксидной пленки за счет эффекта катодного распыления.

Наряду с переменным током достаточно широко применяют сварку неплавящимся электродом на постоянном токе прямой полярности. В качестве защитного газа при этом используют гелий. Процесс характеризуется высокой концентрацией тепловой энергии дуги, что обеспечивает более глубокое проплавление металла, способствует получению узких швов и уменьшению размеров ЗТВ.



5. Описание сварочного оборудования и технологической оснастки

Автомат АДСВ-2 (НИАТ) тракторного типа предназначен для сварки вольфрамовым электродом переменным и постоянным током нержавеющих и жаропрочных сталей, титана, алюминиевых, магниевых сплавов и других материалов.

Автомат состоит из самоходной тележки, шкафа электроаппаратуры и устройства для плавного гашения дуги. На тележке установлены сварочная головка и пульт управления. Привод тележки и редуктора подачи электродной проволоки - от двигателей постоянного тока. Электрической схемой автомата обеспечивается плавное регулирование скорости подачи присадочной проволоки и скорости перемещения автомата (скорость сварки). Внешние соединения автомата осуществляются гибкими кабелями. С помощью устройства для плавного гашения дуги производится уменьшение сварочного тока до величины, при которой происходит естественный обрыв дуги без образования кратера и трещин в конце шва. Возбуждение дуги осуществляется с помощью осциллятора.

Горелка автомата снабжена комплектом сменных сопел и цанг для сварки вольфрамовым электродом диаметром 2; 3; 4; 5 и 6 мм. Охлаждение водяное.

Автомат перемещается по направляющим, установленным на сварочном стенде. Применение как переменного, так и постоянного тока.

Рис. 6.1 Сварочный автомат АДСВ-2

Рис.6.2 Сварочный автомат АДСВ-2 (1 - самоходная тележка, 2 - механизм подачи, 3 наконечник, 4-горелка, 5 -штанга)

Он предназначен для дуговой сварки в среде аргона (постоянным или переменным током) неплавящимся вольфрамовым электродом. Трактор снабжен механизмом подачи присадочной проволоки 2. Все механизмы трактора смонтированы на самоходной тележке 1, которая может передвигаться по изделию или по рельсовому пути, уложенному вдоль свариваемых кромок. Вследствие большого веса трактор используется, в основном, для движения по рельсу, т. е. в качестве самоходной головки. Скорость движения тележки (скорость сварки) может изменяться в пределах от 9 до 85 м/ч при помощи коробки скоростей и за счет изменения числа оборотов двигателя.

Механизм поворота сварочной головки состоит из стойки с горизонтальной штангой 5, выдвижение которой позволяет изменять расстояние от электрода до ходовой тележки. Кроме того, горизонтальная штанга вместе с головкой может поворачиваться на 360° вокруг своей оси и на 240° вокруг вертикальной оси стойки. Трактор имеет вертикальный и поперечный суппорты, позволяющие перемещать сварочную головку соответственно на 100 и 65 мм.

Сварочная головка состоит из горелки 4 с вольфрамовым электродом, механизма подачи присадочной проволоки и наконечника 3 для направления присадочной проволоки в зону дуги. Эти механизмы унифицированы с головкой, показанной на рис. 5. Скорость подачи присадочной проволоки может меняться в пределах 10-100 м/ч изменением числа оборотов двигателя, а также с помощью перестановки сменных шестерен.

Электрическая схема аппарата обеспечивает зажигание дуги пробоем дугового промежутка и заварку кратера при прекращении процесса сварки уменьшением сварочного тока.

Рис.6.3 Головка для сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки:

1 - горелка, 2 - поперечный корректор, 3 - катушка, 4- вертикальный корректор, 5 - механизм подачи, 6, 7- корректоры присадочной проволоки, 8-направляющий шланг, 9 - наконечник, 10 - прижимной ролик

Таблица 6.1 Технические характеристики сварочного автомата АДСВ-2

Характеристика	Тип автомата
	АДСВ-2
Толщина свариваемого материала в мм	0,8 и более
Скорость сварки в м/час	10-80
Род тока	Постоянный прямой полярности и переменный
Максимальный сварочный ток в а	400
Скорость подачи присадочной проволоки в м/час	10 - 80
Диаметр присадочной проволоки в мм	1; 1,2; 1,6; 2 и 2,5
Диаметр вольфрамового электрода в мм	4; 5 и 6
Номинальное напряжение питающей сети в В	380 с нулем
Расход охлаждающей воды в л!мин	До 6
Установочные перемещения сварочной головки в мм: -поперек шва -по вертикали -поворот вокруг вертикальной оси в град, -поворот вокруг горизонтальной оси в град	160 100 90 360
Габаритные размеры трактора в мм: длина……………………………….. ширина…………………………….. высота……………………………… Вес в кг……………………………..	560 600 480 70
Габаритные размеры шкафа электроаппаратуры в мм: Длина………………………………….. ширина…………………………………. высота………………………………...... Вес в кг…………………………………..	730 515 1050 52
Габаритные размеры устройства для заварки кратера в-мм: длина…………………………………. ширина……………………………….. высота………………………………… Вес в кг……………………………	Устройство для заварки кратера смонтировано в шкафу электроаппаратуры



6. Разработка технологического процесса

6.1 Подготовка материала

Очистку свариваемых кромок производить механическим или химическим способом, в зависимости от состояния поверхности. Детали после ковки, горячей штамповки, правки с подогревом должны быть подвергнуты гидропескоструйной или дробеструйной очистке, зачистке образивными материалами, напильником, шабером или обработке на станке с последующим обезжириванием растворителем (ацетон, спирт или бензин) или электрическим полированием.

Кромки свариваемых деталей не должны иметь трещин, заусенцев, забоин, задиров и других дефектов. Детали из титанового сплава перед сваркой должны быть обезжирены растворителем.

6.2 Контроль сварного соединения

Контроль качества сварных соединений деталей и сборочных единиц производит бюро цехового контроля пооперационно в процессе производства и окончательно. Окончательный контроль сварных соединений должен производиться после всех операций (правки, термообработки, механической обработки, испытаний и др.) которые могут влиять на сварные соединения.

Контроль сварных соединений, недоступных для осмотра после окончательной сборки и сварки изделия, должен производиться до установки деталей, закрывающих эти соединения.

Контроль качества сварных соединений производится в соответствии с требованиями чертежей, технических условий на изделие и инструкции.

Применяются следующие методы контроля сварных соединений:

а) внешний осмотр;

б) измерение размеров шва;

в) рентгенографирование - для контроля сплошности шва;

г) испытание пневматическим давлением;

д) испытание гидравлическим давлением;

е) керосиновый пробой;

ж) испытание приложением нагрузок (статических, динамических, вибрационных), натурные испытания;

з) механические испытания образцов;

и) металлографическое исследование;

г, д, е, ж, - методы применяются для контроля плотности шва.

д, ж, з - для контроля прочности шва.

1) Контролю внешним осмотром подлежат все сварные соединения без исключения. Остальные методы контроля назначаются чертежом или техническими условиями на изделие.

Контроль внешним осмотром и измерением размеров швов устанавливает наличие внешних дефектов или внутренних, выходящих на поверхность: не проваров, окисных плёнок и включений, подрезов, кратеров, свищей, поверхностных трещин, высоких проплавов, сквозных проплавлений, неравномерностей швов, смещения кромок.

Для выявления мелких дефектов рекомендуется применять лупу ЛП1-6^х ГОСТ 25706-83. Контроль формы и размеров шва производится с помощью шаблонов или универсальным мерительным инструментом.

При отсутствии возможности осмотра и изменения сварного соединения с обратной стороны наличие дефектов - не проваров, высоких проплавов - внешним осмотром не устанавливается.

2) Контроль рентгенографированием устанавливает наличие внутренних дефектов: не проваров, пор, включений, трещин. Дефекты в сварных швах, величина которых менее 10% толщины свариваемых деталей, рентгенографированием не выявляются.

При рентгенографировании выявляются лишь те трещины, плоскость которых совпадает с направлением пучка рентгеновских лучей или наклонена к ним под малым углом. Глубина дефектов и глубина залегания их рентгенографированием не определяется.

Рентгенографирование производится по ГОСТ 7512-82.

3) Контроль испытанием пневматическим давлением определяет плотность (непроницаемость) сварных соединений и основного материала и выявляет места несплошностей. Полость бачка заполняется сжатым газом, давление которого задаётся техническими условиями контроля. Изделие погружают в воду или спирт или смачивают сварные швы мыльным раствором. Несплошности выявляются по образованию пузырьков в местах просачивания газа.

4) Контроль керосиновый пробой определяет плотность сварных соединений и выявляет места несплошностей.

При проверке одна сторона шва окрашивается водным меловым раствором, после высыхания обратная сторона смачивается керосином. Несплошности обнаруживаются по появлению тёмных пятен на поверхности, покрытой мелом. Шов выдерживают под действием керосина от 15 минут до 12 часов.

5) Контроль испытанием гидравлическим давлением устанавливает прочность испытуемого изделия и плотность сварных соединений и основного материала при заданном давлении. Контроль производится по ГОСТ 1999-60. При проверке все отверстия кроме двух заглушают. Через одно заливают воду, через другое выходит воздух. При помощи гидравлического насоса сосуд заполняют водой до полного вытеснения воздуха, после чего воздухоотводное отверстие заглушают. Затем давление воды доводят до заданного и выдерживают. Неплотность швов обнаруживается по характерному «потению» или течи. Контроль испытанием гидравлическим давлением до разрушения узла определяет фактическую прочность этого узла.

6) Контроль механическими испытаниями сварных соединений производится на образцах, вырезанных из пластин - свидетелей размером 100Ч200 мм. Пластины для вырезки образцов должны быть из той же партии материала, что и детали. Материал должен быть одинаковым по термообработке и состоянию поверхности с материалом свариваемого изделия.

Сварка пластин должна производиться тем же сварщиком, на тех же режимах, в то же время и проходить ту же термическую и механическую обработку, что и контролируемое изделие.

Контроль механических свойств образцов сварных соединений производится в соответствии ГОСТ 6996-66, виды механических испытаний устанавливаются техническими условиями на изделие.

7) Контроль металлографическим исследованием устанавливает только сечение шлифа наличие внутренних дефектов: глубину непровара, размер пор, окисных плён, включений, смещения, трещин.

При микроисследовании устанавливается наличие перегрева металла, микродефектов, а также позволяет определить правильность термической обработки. Металлографическое исследование производится после проведения всех видов контроля сварных швов, предусмотренных технической документацией.

Места резки шва определяются по внешнему виду представителями отдела технического контроля и металлографической лаборатории. Рекомендуется металлографическому исследованию подвергать сварные швы, обеспечивающие работоспособность изделия и неподвергающиеся рентгеноконтролю. На сварной шов в зависимости от результатов контроля внешним осмотром может быть сделано от одного до трёх шлифов.

В случае наличия пор и непроваров, превышающих допустимые, а также трещин и пережога составляется акт с указанием принимаемых мер для улучшения качества изготовляемых изделий. Все изделия с выявленными дефектами, допустимыми к исправлению подлежат доработке и повторной проверке.



6.3 Директивная технология

Технологический процесс состоит из целого ряда операций, выполняемых в определенной последовательности: изготовление деталей, подготовка свариваемых поверхностей или общая обработка, предварительная сборка, прихватка, сварка деталей на выбранных режимах, правка и механическая обработка, контроль, доработка сборочной единицы (прессовка, слесарно-механическая и антикоррозионная обработка и так далее). Этот процесс корректируют в зависимости от масштаба производства, степени взаимозаменяемости деталей, материала, размеров, формы и ответственности узлов, а также особенностей производства: исключают, добавляют или меняют последовательность операций. Технологический процесс сборки и сварки бачка для электрохимического источника питания представлен в таблице.

Разработка технологического процесса изготовления сборочной единицы подразделяется на две стадии. На первой стадии создают директивный техпроцесс с выбором стандартных средств технологического оснащения (СТО): тип сварочного оборудования, универсальную оснастку, инструменты и др. На второй стадии разрабатывают техпроцесс по маршруту следования заготовок и изделия для выполнения соответствующей операции на определенном рабочем месте, то есть маршрутную технологию.

Таблица 9.1. Директивный технологический процесс изготовления изделия бачка из титанового сплава ОТ4

№	Наименование операции	Оборудование и оснастка	Режим сварки	Эскиз
1.	Подготовка поверхности свариваемой детали	Ацетон, спирт.
2.	Сборка и прихватка деталей и технологических пластин	Сварог TIG 315P (R63), AC/DC; Сборочно-сварочное приспособление.	Iсв.т.= 40-80А Vсв.=20-40м/ч Dэ.=15мм
3.	Сварка	Сварочная установка АДСВ-2, сварочное приспособление.	Iсв.т.= 25-45А. Vсв.=12-20м/час Dэ.=15мм. Qаргона для защиты обратной стороны шва = 3-4 л/мин. Qаргона для защиты лицевой стороны шва = 7-8 л/мин.
4.	Механическая обработка 1) Обрубить или обрезать технологические пластины с помощью ручных ножниц для резки металла ГОСТ 7210-75, удалить заусенцы напильником. 2) Произвести правку корпуса (шва около шовной зоны).	Верстак, молоток, напильник.
5.	Визуальный контроль	Лупа 4-х		Осмотреть сварной шов на отсутствие пор, трещин, раковин, окисных плен и вольфрамовых включений.
6.	Рентгеноконтроль сварного шва	РУП-120



Заключение

1. Произведен анализ конструкции сварного изделия.

2. Выбран конструкционный материал.

3. Выбран способ сварки и определены типы сварных соединений.

4. Описаны особенности свариваемости титанового сплава ОТ 4 при аргонодуговой сварке.

5. Выбрано сварочное оборудование.

6. Разработан директивный технологический процесс сборки и сварки емкости.

7. Разработаны приспособления и выбрано сварочное оборудование.



Список использованной литературы

1. Технология и оборудование сварки плавлением /Г.Д. Никифоров, Г.В. Бобров, В.М. Никитин, В.В.Дьяченко.; Под. ред. Г.Д.Никифорова. - 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.- 320 с.: ил.

2. Справочник по сварке /В.А. Винокуров, А.Д. Гитлевич, К.А. Грачева, В.С. Евсеев, В.Н. Земзин, А.И. Красовский, С.А. Куркин, Е.Д. Лонский, Э.Л. Макаров, Г.А. Николаев, О.И. Стеклов, П.Ф.Харченко, Б.Ф. Якушин.; Под. ред. В.А. Винокурова. - т. 3 - М.: Машиностроение, 1970.- 504 с.: ил.

3. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т./ Г.А. Николаев и др./ Под ред. А.И. Акулова - т. 2 - М: Машиностроение, 1978.- 462 с.: ил.

4. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т./ Г.А. Николаев и др./ Под ред. Ю.Н. Зорина - т. 4 - М: Машиностроение, 1979.- 512 с.: ил.

5. Справочник по технике безопасности / П.А. Долин - 6-е изд., переработано и дополнено - М.: Энергоатомиздат, 1984.-824 с.: ил.

6. Справочная книга по охране труда в машиностроении / Г. В. Бертобеков, Н. Н. Борисова, В. И. Коротков и др.; Под общ. ред. О. Н. Русака - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1989. - 541 с.: ил.

7. Атлас структур сварных соединений / Хорнф Пер. с нем. - М: Металлургия, 1977-288 с.: ил..

Размещено на Allbest.ru

...