Лазерный мир

С. В. Ахонин, В. Ю. Белоус, С. Л. Антонюк, И. К. Петриченко, Р. В. Селин // Журнал: Автоматическая сварка, Номер: 1 (728),2014, С: 54-57, УДК 621.791:69.295

Сварку высокопрочных титановых сплавов в настоящее время возможно выполнять дуговым способом, электронным лучом в вакууме (ЭЛС), лазерным лучом. Известны успешные примеры применения совмещенного лазерно-дугового процесса для выполнения сварных соединений титановых сплавов. В ряде случаев отмечается отрицательное влияние термического цикла ЭЛС и лазерной сварки на свойства ряда легированных титановых сплавов. Цель настоящей работы состояла в изучении влияния различных способов сварки и присадочного металла на механические свойства и структуру сварных соединений на примере высокопрочного титаного сплава Т110. Показано, что высокопрочный титановый сплав Т110 отличается хорошей свариваемостью при выполнении сварных соединений ЭЛС, аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом сквозным проплавлением, аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом по слою флюса и лазерно-дуговой сваркой. В качестве присадочной проволоки для аргонодуговой сварки сплава Т110 целесообразно применять проволоку марки СП15, в случае сварки без применения присадочного материала наибольшие значения ударной вязкости металла шва и ЗТВ обеспечивает аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом по слою флюса. Библиогр. 8, табл. 2, рис. 3.

Титановые сплавы характеризуются высокой прочностью, жаропрочностью при умеренных температурах и коррозионной стойкостью в большинстве агрессивных сред. Благодаря таким качествам они находят применение для изготовления ответственных конструкций в самолетостроении, двигателестроении, химической и других областях промышленности. В настоящее время все большее внимание уделяется расширению использования сварных конструкций и узлов из сплавов титана высокой прочности (sв ≥ 1100 МПа). Сварка — один из наиболее распространенных технологических процессов при создании сложных деталей и узлов, поэтому свариваемость титанового сплава — это важный фактор, определяющий целесообразность его применения. Однако свариваемость существующих высокопрочных сплавов титана, применение которых может дать наибольшее снижение массы конструкции, значительно хуже, чем сплавов низколегированных, и по этому показателю они уступают даже некоторым высокопрочным сталям. В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины совместно с ГП «Антонов» разработан новый высокопрочный титановый сплав Т110 системы Ti–Al–Mo–V–Nb–Fe–Zr, содержащий легирующие элементы в количестве (мас. %): (5,0…6,0) алюминия, (3,5…4,8) ниобия, (0,8…1,8) молибдена, (0,8…2,0) ванадия, (1,5…2,5) железа, (0,3…0,8) циркония [1, 2]. Разработанный сплав по своим служебным характеристикам превосходит сплавы ВТ22 и ВТ23.
Сварку высокопрочных титановых сплавов в настоящее время возможно выполнять дуговым способом, электронным лучом в вакууме (ЭЛС), лазерным лучом. Дуговая сварка позволяет изменять химический состав металла шва и имеет такие преимущества как дешевизна и простота оборудования. ЭЛС и сварка лазерным лучом отличаются высокой концентрацией энергии в пятне нагрева и соответственно высокой проплавляющей способностью и производительностью, однако введение присадочного металла при этом затруднительно. В ряде случаев отмечается отрицательное влияние термического цикла ЭЛС и лазерной сварки на свойства ряда легированных титановых сплавов ВТ23, ВТ22 [3], что связано с более высокими скоростями нагрева и охлаждения металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ). Известны успешные примеры применения совмещенного лазерно-дугового процесса для выполнения сварных соединений титановых сплавов [4]. Поэтому представляется целесообразным изучить влияние различных способов сварки на механические свойства и структуру сварных соединений высокопрочного титанового сплава Т110.
Цель настоящей работы состояла в изучении влияния различных способов сварки и присадочного металла на механические свойства и структуру сварных соединений на примере высокопрочного титанового сплава Т110.
В ходе работ исследовали свойства сварных соединений титанового сплава Т110 толщиной 7 и 13 мм, выполненных различными способами. Механические свойства основного металла приведены в табл. 1.

Полное содержание статьи: http://patonpublishinghouse.com/as/pdf/2014/pdfarticles/01/9.pdf