Электроды по титану: Сварка титана электродом — Ручная дуговая сварка — ММA — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Электроды титановые — цена за 1 кг

Электроды титановые оптом
от 559 000 за тн
Россия
Купить
Размер 2
цена договорная
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Промо
Размер 2
от 4 025 ₽ RUB за кг
Электроды титановые это сварочные материалы, выполненные в виде стержня из титана высокого качества. Электроды титановые активно используются для подвода тока к изделию из металла для сварки.
7 (499) 450-39-91, +7(800) 600-43-65
- &check; В наличии
- Заказать
Промо

6′»>Размер 1.6
3 574 284 ₽ RUB за тн
Электроды титановые металлический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. Электроды титановые 1.

7 (800) 500-73-02 доб. Звонок по России бесплатный, +7-343-304-61-03 доб. Екатеринбург
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 6
цена договорная
+7 (800) 555-91-54 Звонок по России бесплатный, +7 (343) 288-77-15
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Оптом, в розницу
1 200 ₽ RUB за кг

Компания ООО М-ЧЕЛ занимается продажей Черного, Нержавеющего и Цветного проката, а также Трубопроводной арматурой. На наших складах храниться порядка 50000 типоразмеров продукции.
Компания М-ЧЕЛ

Челябинск
+7 (351) 223-80-99
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 2
4 025 ₽ RUB за кг
Электроды титановые 7М — это металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию.
ПО Трубное решение
Новосибирск
8 (800) 500-69-53
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Размер 3
2 500 ₽ RUB за кг
Лайф-Мед (Лайф-Мет, Лайф Металл)
Казань
+7 (843) 590-22-92, 590-23-01, 249-10-42
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
6′»>Размер 1.6
4 735 ₽ RUB за кг
Купить электрод титановый для сварки 1,6 мм СП2В в Екатеринбурге по цене производителя ООО «Снабтехмет».
+7 (343) 339-47-65
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 10
2 340 000 ₽ RUB за тн
Электрод титановый 10 ВТ1-0 с доставкой в любую точку Екатеринбурга и других городов от НПК «Специальная металлургия».
НПК Специальная металлургия
Екатеринбург
+7 (343) 288-53-42, +7 (800) 500-17-53
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Промо
Размер 9
от 1 725 ₽ RUB за кг
Электроды титановые это сварочные материалы, выполненные в виде стержня из титана высокого качества. Электроды титановые активно используются для подвода тока к изделию из металла для сварки.
7 (499) 450-39-91, +7(800) 600-43-65
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
6′»>Размер 1.6
3 574 284 ₽ RUB за тн
Электроды титановые металлический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. Электроды титановые 1.
7 (800) 500-73-02 доб. Звонок по России бесплатный, +7-343-304-61-03 доб. Екатеринбург
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
4′»>Размер 2.4
от 2 300 ₽ RUB за кг
+7 (800) 555-91-54 Звонок по России бесплатный, +7 (343) 288-77-15
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Промо
Размер 2
1 955 ₽ RUB за кг
Электроды титановые ВТ1-00 — это металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию.
ПО Трубное решение
Новосибирск
8 (800) 500-69-53
- &check; В наличии
- Заказать
Размер 2
2 500 ₽ RUB за кг
Лайф-Мед (Лайф-Мет, Лайф Металл)
Казань
+7 (843) 590-22-92, 590-23-01, 249-10-42
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 10
2 321 ₽ RUB за кг
Купить электрод титановый для сварки 10 мм ВТ1-0 в Екатеринбурге по цене производителя ООО «Снабтехмет».
+7 (343) 339-47-65
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Промо
Размер 2
559 000 ₽ RUB за тн
Электрод титановый 2 ВТ1-00 с доставкой в любую точку Екатеринбурга и других городов от НПК «Специальная металлургия».
НПК Специальная металлургия
Екатеринбург
+7 (343) 288-53-42, +7 (800) 500-17-53
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 8
от 1 725 ₽ RUB за кг
Электроды титановые это сварочные материалы, выполненные в виде стержня из титана высокого качества. Электроды титановые активно используются для подвода тока к изделию из металла для сварки.
7 (499) 450-39-91, +7(800) 600-43-65
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 3
1 955 000 ₽ RUB за тн
Электроды титановые металлический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию.
7 (800) 500-73-02 доб. Звонок по России бесплатный, +7-343-304-61-03 доб. Екатеринбург
- &check; В наличии
- Заказать
metalloprokat.ru\/tsvetmet_metiz\/elektrodi_tsvetmet\/electrod-titan\/"}»>
Промо
Размер 2
от 2 300 ₽ RUB за кг
+7 (800) 555-91-54 Звонок по России бесплатный, +7 (343) 288-77-15
- &check; В наличии
- Заказать
Промо
Размер 3
4 025 ₽ RUB за кг
Электроды титановые 7М — это металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию.
ПО Трубное решение
Новосибирск
8 (800) 500-69-53
- &check; В наличии
- Заказать

Не нашли что искали?

У нас есть еще 16 компаний, которые торгуют электродами титановыми .
Отправьте заявку на электроды титановые , мы найдем вам поставщика.

Титановые электроды для сварки

Легкие и прочные титановые сплавы находят широкое применение благодаря стойкости к коррозии, прочности. Сварка титана усложняется химической активностью горячего металла, он одновременно реагирует с компонентами воздуха: кислородом, азотом, водородом, образуя непластичные соединения, ухудшающие качество шва.

Особенности сварки титана и его сплавов

При работе шов необходимо защищать с обеих сторон. Защитным флюсом покрывают зону прогрева около ванны расплава. Важно правильно подготовить кромки. Долго их не прогревают, титан начинает реагировать с водородом при 250°С. Чтобы сваривать в домашних условиях детали из титана, необходимо контролировать температуру, при 400°С титановый сплав способен воспламениться при доступе кислорода.

Для защиты титана в рабочей зоне используют:

металлические накладки;
флюсовые составы;
газовые подушки, их создают с помощью насадочных камер.

При соединении труб делают заглушки, заполняют участок защитной атмосферой. Сплавы ВТ1–ВТ5 варить легче, шов получается плотным. При работе со сплавами ВТ15–ВТ22 применяют метод отжига швов для повышения их прочности.

Технология сварки

Подготовка состоит из зачистки кромок, окислы снимают на расстоянии до 2 см от кромки, и обезжиривания (нужно протирать титан в перчатках, чтобы от пальцев не оставалось следов). Затем металл протравливают горячей смесью (60°С) соляной кислоты (в 650 мл растворяют 350 мл) и фторида натрия (50 г). Состав наносится на 10 минут.

Для сварки титана и его сплавов используют:

холодный метод;
дуговой с использованием электродов;
контактный;
лучевой.
Рассмотрим их подробней.

Ручная дуговая сварка

Используют тугоплавкий электрод на основе вольфрама (с итрированной или лантановой обмазкой). Его необходимо заточить под углом 45°. Сила тока удерживается на уровне 90–100 ампер. Тонкие изделия до 1,5 мм соединяют встык без присадки, остальные – с подачей прутка. Присадку по составу выбирают под сплав, перед работой ее отжигают в вакууме – удаляют водород. В герметичной упаковке она сохраняет свои свойства до 5 суток.

Максимальный ток при работе с 4 мм деталями – 140 А, 10 мм – до 200 А.

Аргонодуговая сварка титановых сплавов автоматом или полуавтоматом плавящимися электродами эффективна при использовании насадок, локализующих защитную атмосферу в нужной зоне. При ручной сварке титана аргоном:

нужен ток постоянной полярности напряжением от 10 до 15В;
электрод направляется вперед под углом;
скорость образования шва – не меньше 2–2,5 мм/сек;
присадка подается перпендикулярно;
шов формируется на короткой дуге точными движениями;
до охлаждения шов обдувается аргоном.

Расход инертного газа в минуту с внешней стороны 5–8 л, с обратной поверхности стыка достаточно 2 л/мин.

Электрошлаковая сварка

Применяется для толстостенных и кованых деталей из титановых сплавов, легированных алюминием и оловом. Рабочие параметры тока (варьируются в зависимости от толщины детали):

сила от 250 до 330А;
напряжение — 24-38В.

Такую нагрузку способен обеспечить мощный трансформатор. На металл наносят флюс марки АН–Т2, при разогреве он образует шлаковую ванну. Инертная атмосфера снижает риск самовозгорания металла, в аргоне стык находится до полного остывания. Расход защитного газа до 8 л/мин. Шов получается за счет использования пластинчатых титановых электродов сечением 12х60 мм или круглыми 8 мм. Прочность такого соединения значительно ниже, чем у титана, теряется до 2/3 пластичности.

Контактная сварка

Варить титан токоподающими электродами, образующими дугу внутри металла, можно несколькими способами:

Встык соединяют элементы с площадью сечения от 150 до 104мм2. Сила постоянно тока от 1,5 до 50А, максимальный вылет электродов – 20 см.
Точечно, способ применим для соединения титанового сплава внахлест. Получается прочный, но не герметичный шов. В зависимости от толщины листов сила сжатия электродов – от 1,9 до 6,8 кН; диаметр точки от 4 до 8 мм; импульсный ток от 7 до 12 кА.
Роликовый – непрерывный ряд овальных точек, образующих шов. Электроды-ролики катятся по поверхности, проваривают металл до 3 мм.
Конденсаторный способ схож с роликовым, импульс формируется в конденсаторной батарее, достигает 2100 в. Дуга прожигает титан до 1,5 мм толщиной, оксиды, ухудшающие соединение, испаряются.

Электронно-лучевая сварка

Мелкозернистый шов на титане до 160 мм создается мощным лучом. Пользоваться электронно-лучевой сваркой титана удобно при монтаже воздуховодов для отходящих газов. Этим способом соединяют стальные и титановые сплавы с образованием прочных соединений.

Контроль качества

Процесс сварки титановых сплавов регламентирован госстандартом ИСО 5817-2009. В зависимости от легирующих добавок прочность соединения составляет от 60 до 80% прочности сплава. Оксидная пленка видна сразу, цвет зависит от степени окисления титана:

желтая – среднее качество соединения, прочность удовлетворительная;
коричневый или фиолетовый – шов непрочный, нарушена технология.

Пористость возникает при контакте с водородом, если скорость подачи аргона низкая.

Свариваемость

При нагреве до температуры 350°С и выше титан активно поглощает кислород, образуя различные окислы 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 титана при сварке.

При температуре выше 500°С титан активно взаимодействует с азотом с образованием нитридов, повышающих твердость и прочность металла, но снижающих его пластичность.

Что касается водорода (водород образуется в результате разложения воды на водород и кислород под воздействием высокой температуры дуги), то под его влиянием, с титаном происходит очень вредное явление, называемое водородным охрупчиванием. Химическая природа этого процесса состоит в образовании в остывающем и холодном металле, содержащем растворенный водород, гидридов титана, повышающих хрупкость металла и вызывающих возникновение в нем трещин. На практике это приводит к тому, что спустя некоторое время после сварки (иногда довольно продолжительное) приваренная деталь, не имевшая, казалось бы, никаких дефектов, просто отваливается – сама по себе или после легкого удара.

Рост зерна, имеющий место при высоких температурах, также отрицательно сказывается на прочности титана. Ему способствует низкая теплопроводность титана, увеличивающая время пребывания шва и околошовного металла в зоне высоких температур. Чтобы снизить рост зерна, сварку необходимо выполнять при минимально возможной погонной энергии.

Кроме всего перечисленного, титан имеет высокую температуру плавления (1660°С), поэтому при сварке требуется мощный, концентрированный источник теплоты.

И все же основная проблема сварки титановых сплавов – это надежная защита металла, нагреваемого выше 300-400°C, от водорода, кислорода и азота, содержащихся в воздухе.

Способы сварки титана

В быту применяется практически только один способ – сварка титана неплавящимся электродом (метод TIG) с местной защитой зоны сварки инертным газом и накладками.

Необходимое оборудование и материалы

сварочный аппарат, поддерживающий режим TIG и оснащенный горелкой;
баллон с защитным газом – аргоном, гелием или их смесью;
неплавящиеся вольфрамовые электроды;
присадочную проволоку.

Защитный газ. Высокая химическая активность титана по отношению к газам требует применения инертных газов высокой степени чистоты. В качестве таковых выступают аргон и гелий, имеющие некоторые технологические отличия друг от друга.

Гелий обеспечивает более плавный переход шва от усиления к основному металлу. Он позволяет повысить тепловую мощность дуги и производительность процесса расплавления, что важно при сварке деталей средних и больших толщин.

Аргон дает более узкое и глубокое проплавление основного металла, его расход оказывается в 1,5-2 раза меньше, чем гелия.

Чтобы объединить достоинства газов, иногда используют их смесь.

Электроды. Сваривать титан можно любым вольфрамовым электродом, но не все они обеспечивают одинаково хорошее качество сварного шва и оптимальные характеристики дуги.

Хорошими качествами обладают лантанированные электроды марок ЭВЛ (WL). Добавление оксида лантана увеличивает несущую способность (максимальный ток) электродов примерно на 50% в сравнении с чисто вольфрамовыми. Повышается долговечность электродов и уменьшается загрязнение вольфрамом сварного шва.

Рабочая часть электрода затачивается в конус под углом 30-45°. При увеличении угла заточки снижается глубина проплавления. Нужно иметь в виду, что работоспособность электрода повышается со снижением шероховатости его конуса.

Присадочная проволока. В качестве присадочного материала используются прутки из титана различных марок. Для предохранения металла шва от насыщения водородом, который содержится в присадочных прутках, последние полезно подвергать вакуумному отжигу, в результате которого металл избавляется от водорода.

Подготовка титана к сварке

Если толщина свариваемых заготовок не превышает 3-4 мм, их можно сваривать без разделки кромок. У более толстых деталей выполняется разделка с углом раскрытия равным 60°.

Если свариваемые детали подвергались газовой или плазменной резке, их кромки необходимо срезать механическим способом не менее чем на 3-5 мм. Непосредственно перед сваркой, кромки необходимо очистить от загрязнений, удалить окисную пленку напильником или абразивным кругом и обезжирить ацетоном или иным растворителем. Присадочную проволоку также необходимо очистить от окисей и обезжирить.

Кроме очистки кромок необходимо обеспечить защиту корня шва и поверхность свариваемых деталей с обратной стороны. Это нужно делать даже в том случае, если шов не выходит на противоположную сторону, поскольку титан начинает вступать в реакцию с газами, содержащимися в воздухе, уже при температуре 300-400°C.

Защиту обратной стороны шва производят плотно подгоняемыми съемными стальными или медными подкладками, поддувом аргона в специальные канавки в подкладках или подачей аргона внутрь конструкции (если она имеет трубчатую форму).

На рисунке ниже изображена система подачи аргона внутрь детали, осуществляемая при сварке рамы велосипеда из титановых трубок.

При сваривании толстостенных конструкций, у которых корневой шов не выходит наружу, сварку можно производить без защиты обратной стороны детали при условии ее минимального разогрева. Швы в этом случае должны выполняться короткими (15-20 мм), с перерывами на охлаждение.

Технология сварки титана

Подбор диаметров электрода и присадочной проволоки, а также соответствующего им сварочного тока зависит преимущественно от толщины свариваемого металла. В качестве ориентировочных, можно использовать данные, приведенные в нижеследующей таблице.

Толщина свариваемого металла, мм	Сварочный ток, А	Напряжение дуги, В	Диаметр присадочной проволоки, мм	Количество проходов
1	40-60	10-14	1,2-1,5	1
2	70-90	10-14	1,5-2,0	1
3	120-130	10-15	1,5-2,0	2
4	130-140	11-15	1,5-2,0	2
5	140-160	11-15	2,0-2,5	2-3
10	160-200	11-15	2,0-3,0	10-14

Диаметр неплавящегося электрода выбирается в зависимости от величины тока сварки с учетом рабочего тока электрода. Расход аргона для защиты зоны сварки 5-8 л/мин, для защиты корня шва – 2 л/мин.

При сварке электрод располагают под углом 70-80° к поверхности детали, присадочный материал – под углом 90-100° к оси электрода. Вылет электрода должен быть 6-8 мм, длина дуги – в пределах 1-2 мм. Для лучшей защиты шва, присадочную проволоку следует вести перед горелкой, а не за ней.

Горелку перемещают равномерно, без поперечных колебаний. Присадочный материал вводится в зону сварки также равномерно и без поперечных движений. Его конец опирается на край сварочной ванны. Во время сварки нельзя выводить нагретый конец прутка из зоны газовой защиты.

Подачу защитного газа прекращают только через 5-10 сек после потемнения шва, когда его температура опустится ниже 400°С.

Во избежание перегрева околошовных участков и роста зерна металла, сварку необходимо выполнять при минимально возможном токе.

Дефекты сварки титана

Основная причина образования пор – газовые примеси (главным образом водорода), растворенные в присадочном и основном металле. Чтобы получать беспористые швы, нужно обеспечивать чистоту сварочных материалов и основного металла и выполнять сварку на оптимальных режимах.

Холодные трещины могут возникать сразу после сварки или по истечении какого-то времени – иногда недель и даже месяцев. Основной причиной их возникновения является водородное охрупчивание.

О качестве газовой защиты, осуществленной в процессе сварки, можно судить по внешнему виду шва. Серебристый цвет (1) говорит о хорошей защите и качественном шве, светлый соломенный оттенок (2) свидетельствует о незначительных нарушениях защиты. Прочие цвета – коричневый, голубой, серый с налетом – говорят о плохой защите шва.

Содержание

Особенности сварки титана и сплавов на его основе

Сварка титана и титановых сплавов всё чаще применяется в промышленности из-за их физико-химических свойств. Температура плавления титана составляет, по разным данным, 1470-1825°C. Титан способен сохранять высокую прочность до температуры 500°C, а также высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах.

Основное условие для качественной сварки титана – это необходимость надёжной защиты зоны сварки и обратной стороны шва от вредного воздействия атмосферного воздуха. При этом, защищать нужно не только сварочную ванну, но и те участки металла, температура нагрева которых превышает 400°C. Кроме этого, необходимо обеспечить минимальный по времени нагрев свариваемых кромок.

Дополнительными трудностями при сварке титана являются его склонность к увеличению размера зерна при высоких температурах (выше 880°C) и к образованию пор.

Титановые сплавы склонны к закалке, в зависимости от легирующего элемента. Такие элементы как Cr, Fe, Mn, W, Mo, V, входящие в состав сплава, снижают его пластичность. Так, при температуре 250°C начинается интенсивное поглощение водорода, при 400°C кислорода и при 600°C азота.

Прочность сварного соединения титана и титановых сплавов, в зависимости от марки сплава и способа сварки плавлением составляет 0,6-0,8 прочности основного металла. Сварные соединения из титановых сплавов марок ВТ5, ОТ4, ВТ4 и др. не последующей термической обработке не подвергают. В отдельных случаях допускается выполнять отжиг для снятия напряжений.

Какие способы используют для сварки титана и его сплавов?

Титан и его сплавы свариваются плавлением только дуговой (ручной или автоматической) сваркой. Наибольшее распространение получила сварка в среде аргона или гелия под некислородным флюсом марки АН-11. Для изделий большой толщины применяют электрошлаковую сварку под флюсом марки АН-Т2. Кроме того, титан хорошо сваривается контактной сваркой в среде защитных газов или без неё. При сварке плавлением необходимо обеспечивать газовую защиту оборотной стороны шва в среде аргона. В связи с этим, рекомендуется применять сварку на подкладках или производить сварку встык.

Подготовка титана и его сплавов под сварку

Качество титанового сварного соединения во многом будет зависеть от технологической подготовки сварных кромок и сварной проволоки под сварку. У деталей из титана и титановых сплавов поверхность покрыта оксидно-нитридными плёнками, появляющимися после горячей обработки полуфабрикатов, из которых эти детали изготовлены.

Удалить эту плёнку можно при помощи механической обработки и следующего за ней травления в смеси 350мл соляной кислоты, 50г фторида натрия и 650мл воды. Время травления составляет 5-10мин, температура травления 60°C. Перед сваркой необходимо зачистить металлическими щётками сами сварные кромки, а также участки, на расстоянии 15-20мм от стыка до металлического блеска и обезжирить.

Ручная дуговая сварка титана и титановых сплавов

Технология, техника и режимы сварки

Ручную дуговую сварку титана вольфрамовым электродом выполняют постоянным током прямой полярности. При сварке используют специальные приспособления, с помощью которых обеспечивается защита зоны сварки, околошовной зоны, корня шва, а также остывающих участков шва. Такими приспособлениями могут быть, в частности, удлинённые насадки с отверстиями, защитные козырьки и др.

Защиту корня шва можно обеспечить, если плотно поджать сварные кромки к медной или стальной подкладке. Можно, также, использовать подкладку с отверстиями, или изготовленную из пористого материала и подавать через неё защитный газ. При сварке труб из титана защитный газ пропускают внутрь трубы.

Если толщина свариваемого металла не превышает 3,0мм, то при их сборке допускается зазор от 0,5мм до 1,5мм. В этом случае сварку производят без использования присадочного материала. Если используют присадочный материал, по составу сходный со свариваемым металлом, то диаметр электрода принимается равным толщине основного металла.

Приблизительные режимы для ручной дуговой сварки титана и его сплавов вольфрамовым электродом диаметром 1,5-2мм и присадочной проволокой диаметром 2мм составляют: сила тока 90-100А для сварки металла, толщиной 2мм и 120-140А для металла толщиной 3-4мм. Сварку производят постоянным током прямой полярности, как уже говорилось выше.

Ручную сварку титана проводят без колебательных движений, на короткой дуге. При этом наклон электрода должен быть в противоположную сторону от направления его движения, т.е. сварка выполняется «углом вперёд». Если используется присадочный материал, то рекомендуемый угол между электродом и присадочным прутком составляет 90°. Подача присадочной проволоки осуществляется без перерыва.

После окончания процесса сварки и гашения электрической дуги, необходимо продолжать подачу защитного газа в течение 0,5-1мин, пока металл не остынет до температуры ниже 400°C. Этот приём помогает предотвратить окисление металла сварного шва и зоны термического влияния. Окисленный шов хорошо различается по цвету. Качественный шов окрашен в светлый, жёлтый или соломенный цвет. Некачественный шов имеет серый или чёрный цвет и наличие синевы в переходной зоне. На рисунке справа показаны неокисленный, качественный шов (сверху) и шов окисленный (снизу).

Видео: аргонодуговая сварка труб из титана

В представленных ниже коротких видеороликах подробно показан процесс сварки труб из титана в среде аргона с использованием специальных фартуков для защиты зоны сварки:

Автоматическая сварка титана и его сплавов

Автоматическая сварка титана и титановых сплавов выполняется вольфрамовым электродом. Выходные отверстия сварочной горелки должны быть не менее 12-15мм. При сварке неплавящимся электродом рекомендуются постоянный ток прямой полярности.

В связи с высокой активностью титана, зажигание и гашение горелки необходимо производить вне свариваемого изделия – на специальных планках. Также, как и при ручной сварки, после гашения дуги защитный газ необходимо подавать ещё в течение, примерно 1мин, чтобы предотвратить окислении шва и переходной зоны. Рекомендуемые режимы сварки титана для автоматической сварки в защитных газах и автоматической сварки под флюсом представлены в таблицах ниже:

Вольфрамовые электроды — статьи от компании ООО «Титан»

Аргонодуговая сварка невозможна без вольфрамовых электродов, такой процесс возможен только с не плавящимися стержнями, находящимися в защитной среде аргона. Специалисту хорошо известно, что именно вольфрам самый тугоплавкий металл (температура плавления — 3410 °С, кипения – 5900 °С), а такой вид сварки считается универсальным. Трудно назвать металлическую поверхность, на которой невозможна работа этим прутом. Сварка нержавеющих, углеродистых, конструкционных сталей, титана, латуни, алюминия и его сплавов, кремнистой бронзы, различных промышленных металлов и сплавов, наплавка оного металла на другой – вот не полный перечень работ с вольфрамовым электродом.

Для повышения устойчивости к высокой температуре, стабильного горения дуги в вольфрам добавляют окислы редкоземельных металлов. Исходя из этого выделяют 10 марок прутов: зеленый, серый, черный, золотой, синий, белый, желтый, красный, фиолетовый, оранжевый. Последние две марки содержат от 3% до 4% тория (радиоактивный элемент), такой электрод может вредить здоровью.

Зеленый – из чистого вольфрама – применяют при сварке алюминия, магния и его сплавов. Стержень обеспечивает хорошую устойчивость дуги в аргоновой или гелиевой среде. Для этих металлов еще применяют белый прут, содержащий оксид циркония, что обеспечивает минимальное загрязнение сварочной поверхности.

Золотистый и синий, черный – с добавлением оксида лантана, применяют для всех типов сталей. Пруты обладают низкой склонностью к прожогам, долговечностью, минимально загрязняют вольфрамовый сварной шов. Синий – имеет добавление лантана на 0,5% больше, чем в золотистый. Это позволяет дольше сохранять при сварке первоначальную заточку электрода. Черный – имеет легкий запуск дуги, хорошее повторное зажигание.

Красный и темно-синий электроды используют при сварке углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, меди, титана и их сплавов. Это композиционные стержни (красный с добавкой диоксида тория) позволяет менять угол заточки электрода, хорошо сохраняет форму при больших сварочных токах. Темно-синий с добавлением диоксида иттрия, применяется при особо ответственной сварке.

Серый – включает добавки из диоксида церия, применяют для соединения поверхностей всех типов сталей, активно применяют при сварке труб, тонколистовой стали.

Технология сварки титана и его сплавов

Температура плавления титана 1668°С. Имеется около 20 сплавов

Марка	Свариваемость	Технологические особенности сварки
ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1	Хорошая	Зачистка кромок Режим с минимальной погонной энергией Электродная проволока BTl-00св, ВТ2, ВТ2В, ВТ20-1св, ВТ20-2св
ОТ4, ВТ5, ВТ5-1	Удовлетворительная
ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20	Ограниченная	Мягкий режим с малыми скоростями охлаждения Электродная проволока ВТ15, СПТ-2, СП-15
ВТ22	Ограниченная	Последующая термообработка Электродная проволока ВТ6св, ВТ20-1св, ВТ20-2св, СПТ-2
ПТ-7М, ПТ-3В, ПТ-1М	Хорошая	Режим с высокой скоростью охлаждения. Электродная проволока BTl-00св, СПТ-2, СП-15

Трудности при сварке

Высокая химическая активность, требующая защиты от окисления даже участков околошовной зоны, нагретых до 250-300°С;
Склонность к росту зерна в околошовной зоне, что требует оптимальных токовых режимов;
Порообразование и холодные трещины из-за газовых примесей (прежде всего, водорода), растворенных в основном и присадочном металлах;
Низкая вязкость расплавленного металла, вызывающая прожоги.

Подготовка к сварке

Резка на заготовки и подготовка кромок под сварку ведутся механическими способами. Разделительная резка и подготовка кромок толстостенных изделий возможна и газотермическими способами, но с обязательной последующей механической обработкой кромок на глубину не менее 3-5 мм.

Кромки на ширину 15-20 мм зачищают металлическими щетками, шабером и т .п. с последующим обезжириванием.

Если до сварки конструкция подверглась термообработке (вальцовке, ковке, штамповке), то перед сваркой ее поверхности необходимо очистить дробеструйным или гидропескоструйным аппаратом, а затем еще подвергнутъ и химической обработке: рыхлению оксидной пленки, травлению и осветлению.

Режимы химической обработки титана и его сплавов

Раствор		Длительность обработки, мин
Назначение	Состав (на 1 л воды)	Длительность обработки, мин
Рыхление оксидной пленки	Нитрит натрия 150-200 г Углекислый натрий 500-700 г	120
Травление	Плавиковая кислота 220-300 мл Азотная кислота 480-550 мл	60-1200
Осветление	Азотная кислота 600-750 мл Плавиковая кислота 85-100 мл	3-10

После химической обработки свариваемые кромки промывают на ширину 20 мм бензином и протирают этиловым спиртом или ацетиленом. Сварочную проволоку предварительно подвергают вакуумному отжигу с последующим обезжириванием.

Сварку ведут в приспособлениях или на прихватках, которые выполняют ручной аргонодуговой сваркой W-электродом.Свариваемые поверхности, подготовленные к сварке, нельзя трогать незащищенными руками.

Выбор параметров режима

Сварку осуществляют постоянным током обратной полярности. Режимы выбирают исходя из толщины металла с учетом склонности сплава к росту зерна и термическому циклу. Для уменьшения роста зерна рекомендуются режимы с малой погонной энергией и повышенными скоростями.

Учитывая высокое электрическое сопротивление титана, сварку ведут с малыми вылетами электрода. При сварке на низких токовых режимах возможен непровар корня шва. Во избежание этого корень выполняют ручной аргонодуговой сваркой W-электродом, а остальную разделку — сваркой плавящимся электродом.

Металл	Рекомендуемая проволока
Титан и его сплавы с пределом прочности не менее 90 кгс/мм²	ВТ1
То же более 90 кгс/мм²	ВТ2, ВТ15
Высокопрочные сплавы типа ВТ14, ВТ22 и др.	СПТ-2

Основное пространственное положение — нижнее.

При сварке с глубоким проплавлением на повышенных токовых режимах рекомендуется газовая смесь гелия и apгона (80%+20%). Для повышения прочности, пластичности и стойкости против образования трещин сварные соединения термически упрочняемых сплавов подвергают последующей термической обработке, режим которой зависит от состава сплава.

Техника сварки

Надежная зашита зоны нагрева при механизированной сварке титана плавящимся электродом в инертных газах сопряжена с рядом трудностей. Поэтому сварку этим способом в большинстве случаев ведут в камерах с контролируемой атмосферой.

Целесообразно применять импульсно-дуговой метод, что обеспечивает возможность сварки в монтажных условиях, повышает производительность по сравнению с ручной сваркой неплавящимся электродом при одновременном снижении погонной энергии в 2-2,5 раза.

Ориентировочные режимы сварки титана и его сплавов

Вид соединения	Размер, мм		Процесс сварки	Газ	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Диаметр электрода, мм	Вылет электрода, мм	Расход газа, л/мин
Вид соединения	S	b	Процесс сварки	Газ	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Диаметр электрода, мм	Вылет электрода, мм	Расход газа, л/мин
	3 3 6	0^+0,⁵	ИДС КР СТР	Не Не+Ar Не+Ar	150-200 200-220 300-330	30-34 20-25 22-27	20 25 20	1,2-1,5 1,5 2	10-12 15-20 18-25	18-20 35-40 35-40
	6-8	0⁺¹	СТР	Ar Не	320-380 320-360	29-31 38-40	22-25 20-25	2 2	20-25 20-25	50-100 100-200
	15-20	0⁺¹	СТР	Ar Не	600-800 600-700	31-34 44-48	18-20 18-20	3-4 3	20-35 20-30	70-120 100-200
	3-6 6-10	0^+0,⁵0⁺¹	ИДС СТР	Не Ar	90-250 500-550	30-36 29-31	18-25 30-40	1,2-1,5 2-3	10-20 20-30	20-30 50-100
	12-16	0⁺¹	СТР	Ar	500-560	29-32	30-35	3	25-35	40-80

В ряде случаев сварка титана и его сплавов выполняется в вакууме. Преимущество этого способа заключается в обеспечении высокой чистоты металла шва. В нем не остается примесей — газов и неметаллических включений.

Техника и режимы сварки должны обеспечивать устойчивое горение дуги с минимальным разбрызгиванием, что достигается при струйном переносе электродного металла Этот процесс осуществляется при определенном соотношении сварочного тока напряжения на дуге, скорости подачи электродной проволоки и вылета электрода.

Газовая защита

Качественное сварное соединение титановых сплавов получается только при надежной газовой защите сварного шва и участков основного металла, нагретых до 250-300°С.

Существуют 3 варианта защиты: струйная с использованием специальных приспособлений, местная в герметичных камерах малого объема и общая в камерах с контролируемой атмосферой (ВКС-1, ВУАС-1, УСБ-1).

Дополнительные защитные устройства изготовляют из нержавеющей стали. Внутри имеются рассекатели и газовые линзы. Насадка, прикрепляемая к газовой горелке для защиты кристаллизующейся сварочной ванны, должна быть шириной 40-50 мм и длиной 60-120 мм в зависимости от режима сварки. Для сварки трубчатых конструкций, кольцевых поворотных и неповоротных стыков применяют местные или малогабаритные защитные камеры.

Качество зашиты определяют по внешнему виду металла шва. Серебристая или соломенного цвета поверхность шва свидетельствует о хорошей защите. Желто-голубой цвет сварного шва указывает на нарушение защиты, хотя в отдельных случаях такие швы считаются допустимыми. Темно-синий или синевато-серый цвет с пятнами серого налета характеризует плохое качество шва.

особенности технологии с применением аргона

Титан — редкоземельный металл серебристого цвета, с характерным отливом. Используется как основа для создания различных сплавов с высокими прочностными характеристиками.

В чистом виде из-за низкой температуры плавления (640 °C) применяется очень редко, поэтому в обиходе под титановыми изделиями подразумевают обычно изделия из его сплавов. Особенность физических свойств потребует специфического подхода при сварке титана.

Титановые сплавы

Сплавы титана имеют температуру плавления от 1470 до 1825 °C, в зависимости от марки. Они обладают выгодным сочетанием легкости (благодаря малой плотности) и высокой прочности, поэтому часто применяются для изготовления таких конструкций, как велосипедные рамы и детали скоростных автомобилей. Сварка титановых сплавов — сложный технологический процесс, поскольку эти материалы имеют ряд специфических свойств.

Далее под словом «титан» будут подразумеваться именно сплавы титана с легирующими присадками — хромом, железом, молибденом, ванадием, вольфрамом и другими.

Свойства материала

У титана есть несколько особых свойств, которыми обусловлена сложность сварки конструкций из этого металла. В их числе:

невысокая теплопроводность;
склонность к самовозгоранию при нагреве до 400 °C и контакте с кислородом;
окисление под воздействием углекислоты;
образование нитридных соединений при нагреве до 600 °C и прямом контакте с азотом, твердых, но хрупких;
склонность к поглощению водорода при нагреве до 250 °C;
изменение структуры (увеличение зерна) при нагреве свыше 880 °C.

Для титана критично повышение температуры уже свыше 400-500 °C. При таком нагреве у него резко повышается химическая активность, и титан начинает взаимодействовать с атмосферным воздухом, который оказывает на шов сварки губительное воздействие.

При этом могут образовываться гидриды, нитриды, карбиды и другие соединения, которые нарушают прочность сварного шва. Существенное нарушение технологии, несоблюдение требований ГОСТ может привести к тому, что приваренная деталь просто отвалится от легкого удара.

Если сварка проводилась в соответствии с нормативами, то прочность шва будет находиться в пределах 0,6 — 0,8 от прочности свариваемого металла.

На сварку и сварные соединения из титана распространяется ГОСТ Р ИСО под номером 5817-2009. Он устанавливает уровни качества при сварке разных металлов — стали, титана и никеля, в том числе их сплавов и определяет максимально допустимые уровни дефектов готового изделия.

Как подготавливают детали

Для сварки титана необходимо полностью изолировать свариваемые поверхности от атмосферы, поэтому, как правило, используют автоматическую или полуавтоматическую сварку.

Ручная сварка титана возможна, но только если используется специальная сварочная горелка с керамическим соплом, через которую на свариваемые участки подается под давлением инертный газ — аргон, который вытесняет воздух.

При этом обратная сторона шва должна быть изолирована от атмосферы плотно прилегающими стальными либо медными накладками. Для обеспечения наилучшего качества шва используют перфорированные накладки, в отверстия которых подается аргон.

В случае полуавтоматической или автоматической сварки она проводится в специальной капсуле, заполненной аргоном либо гелием. Сварка титановых труб может производиться без помещения трубы в защитную газовую среду целиком, но при этом сама труба должна быть герметизирована и заполнена аргоном изнутри.

Другим важным нюансом является зачистка и обезжиривание свариваемых поверхностей на 20 мм от линии стыка. Необходимо удалить оксидную пленку, которая всегда присутствует на поверхности титанового изделия.

Работать необходимо в перчатках, поскольку руки, даже чистые, могут оставить на кромке потожировые следы, которые приведут к ухудшению сварного шва.

Перед сваркой титан дополнительно подвергают травлению с использованием смеси соляной кислоты с водой и фторидом натрия — 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. Температура травления — 60-65 °C, время — около 10 минут.

После травления титан подвергают тщательной шлифовке. Для механической обработки используют наждачную бумагу до № 12, проволочные щетки, шаберы. Необходимо удостовериться, что края свариваемых деталей ровные, на них отсутствуют заусенцы и трещины. Точно так же зачищается и присадочная проволока. Только после этого можно приступать к сварке титана.

Какие методы применяют

Для сварки титана можно использовать как «холодный» метод, так метод дугового флюса либо плазменно-дуговую сварку.

Но самым популярным считается метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, который был частично описан выше. Детали крупного сечения соединяют методом электрошлаковой сварки.

Многое зависит от вида сплава. Титан марки ВТ1-ВТ5 сваривается очень хорошо, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый шов низкой прочности, но при этом закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов — промежуточные.

Возможны следующие виды контактной сварки:

стыковая;
точечная;
роликовая;
конденсаторная стыковая (для труб).

При аргоновой сварке с флюсом применяется бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

Ручной процесс

Сварка сплавов с титаном (в общем случае) производится постоянным током, полярность прямая. Ток зависит от толщины соединяемых деталей, калибра электрода и диаметра присадочной проволоки, изменяется в диапазоне 90-200 А.

Чем выше толщина металла, тем больший подается ток. Так, детали толщиной 2 мм соединяются при токе 90 А, 3-4 мм — 130-140 А, 10 мм — 160-200 А. Рекомендуется использовать минимальный ток из возможных. Напряжение всегда одинаково — 10-15 В.

Электроды

Используются неплавящиеся электроды из вольфрама, которые перед началом работы затачиваются под углом 30-45 °C (как у карандаша). Чем больше угол заточки, тем меньше глубина проплавления.

При интенсивном использовании электрод нужно будет снова заточить, как только он затупится. Рекомендуются электроды, содержащие оксид лантана, так как их несущая способность на 50% выше, чем у изделий из чистого вольфрама. Благодаря этому сварной шов будет менее загрязнен вольфрамом, чище, а значит — прочнее.

Проволока

Присадочная проволока — это проволока из титана соответствующего сплава, она подбирается конкретно к свариваемым деталям по специальным таблицам. Проволоку стоит отжигать под вакуумом для удаления водорода, который может присутствовать в сплаве, и в любом случае необходимо зачищать от окислов. Зачищенная проволока хранится в герметичной тубе не более 5 дней.

Если сваривают металл толщиной не более 1,5 мм стыковым методом, то применять проволоку необязательно. Шов без присадки будет даже прочнее.

Особенности технологии

При сварке выдерживается постоянная скорость движения электрода и обеспечивается непрерывная подача присадки. Скорость электрода должна составлять пример 2-2,5 мм/сек. Необходимо выдерживать высокую точность движений, избегать колебаний и уводов электрода в сторону. Электрод должен касаться шва как бы снизу вверх, сварка идет «вперед углом».

Во время всего процесса и около минуты после отключения горелки на свежий шов необходимо продолжать подавать защитный газ, пока температура шва не опустится ниже 400 °C.

В зоне сварки аргон расходуется со скоростью 5-8 литров в минуту, на оборотной стороне шва — 2 литра в минуту.

При сварке титановых труб их концы герметизируются, а инертный газ — аргон, реже гелий — закачивается внутрь при помощи специального насоса.

В домашних условиях, при отсутствии такого оборудования сварить титановые трубы невозможно. Исключение — конденсаторная стыковая сварка труб из титана марки ВТ1-ВТ2, диаметром не более 23 мм и толщиной стенок не более 1,5 мм.

Их можно сваривать вне защитной газовой среды, но только конденсаторным способом, при высоком зарядном напряжении — 850-2100 В.

Контроль качества

Получившийся шов должен иметь ровный серебристый цвет и не иметь никаких трещин и пор. Если шов получился желтоватым — качество сварки среднее, но удовлетворительное.

Любые другие цвета — серый, коричневый, ярко-золотистый, даже голубой и фиолетовый с переливами — говорят о том, что технология сварки была нарушена, и материал шва содержит ненужные примеси, образовавшиеся при контакте раскаленного титана с атмосферным воздухом. Такое соединение непрочно и может разрушиться при малейшем усилии.

Сварка титана и его сплавов

Сварка титана. Технологии и аппараты для сварки титана

Титан в последние годы часто используется для изготовления различных деталей, что во многом объясняется сочетанием трех важнейших для металла качеств – высокой механической прочности, небольшого удельного веса и отличной устойчивости к коррозии. Неудивительно, что всё чаще возникает потребность в сварке изделий из титана, причем в этом случае на первый план выходят совсем другие физические свойства данного материала: химическая активность, низкая плотность, высокая температура плавления.

Вышеперечисленные качества титана несколько усложняют процесс его сварки по сравнению с обычной сталью, однако эти трудности можно обойти благодаря приемам, применяемым в ходе аналогичных технологических процессов с нержавеющей сталью, сплавами никеля и другими металлами с похожими характеристиками. При этом необходимо учитывать и ряд нюансов, свойственных исключительно титану. В данном случае гораздо больше времени занимает подготовительный процесс, чем собственно процесс сварки.

В частности, особые требования предъявляются к организации места, на котором производится сварка. Этот элемент весьма активен, а потому легко реагирует с окружающими его веществами, что может в худшую сторону отразиться на качестве сварного соединения, в частности сопротивлении усталости, прочности, стойкости к коррозии. При этом в защите нуждаются не только свариваемые поверхности, но и их обратные стороны. Для исключения этого необходимо максимально оградить зону сварки от всевозможных загрязнений, в том числе от потоков воздуха, которые могут их содержать, исключить возможность осуществления зачистки и резки в том же месте, где осуществляется сварка, и постоянно контролировать уровень влажности.

Перед тем как приступать непосредственно к сварочному процессу, необходимо тщательно очистить от всевозможных загрязнений кромки изделий и присадочные материалы. Наличие на них пыли, жира, влаги, масла и других посторонних веществ может привести к потере коррозионной стойкости изделия в месте соединения. При этом необходимо учесть некоторые особенности этого процесса. Для жесткой зачистки можно использовать только щетку с щетиной из нержавеющей стали (обычная повышает риск последующей коррозии), присадочный материал желательно протереть нехлорированным растворителем. Предварительный прогрев кромок при сваривании титановых изделий не нужен, но его иногда используют с целью удаления влаги. Очистке должна подвергаться поверхность минимум на 25 мм в каждую сторону от шва.

Для защиты тыльной стороны шва при сварке титановых деталей применяют подкладки с канавками, которые размещаются под местом соединения. Они же выполняют функцию отвода избыточного тепла. Для отделения тыльной стороны шва от атмосферы необходим вдвое меньший поток газа, чем для фронтальной зоны, однако он требует подключения дополнительного редуктора.

Для получения идеального соединения желательно также обеспечить дополнительную защиту самого шва и прилегающей к нему зоны на время охлаждения металла до температуры 427 градусов по Цельсию, пока он остается достаточно активным. Для этой цели используются специальные насадки для горелки. При этом конструкция последних должна обеспечивать равномерную подачу газа.

Соблюдение технологии сварки и качество шва можно проверить по цвету последнего. Идеальный шов – ярко-серебристый. Если он имеет желтоватый или синеватый оттенок, это свидетельствует о недостаточно продолжительной вторичной защите. В этом случае, а также при наличии видимых посторонних включений шов необходимо удалить путем зачистки, после чего произвести повторную сварку.

Технологии и аппараты для сварки титана

Оптимальными технологиями для сварки изделий из титана являются аргонодуговая сварка (TIG), а также полуавтоматическая сварка в среде защитного инертного газа (MIG). Чуть реже используется плазменная сварка и сварка трением. При условии четкого следования технологии полученное соединение не уступает по своим свойствам основному металлу.

TIG-сварка при толщине изделий не более 3 мм может осуществляться без использования сварочного материала. При большей толщине необходимо использовать подходящий пруток и разделку кромок. При использовании этого способа крайне важно не допускать контакта электрода с поверхностью соединяемого металла не только для предупреждения его повреждения, но предотвращения проникновения вольфрама в соединение. Для сварки изделий из титана необходим аппарат TIG-сварки с источником постоянного тока прямой полярности с бесконтактным поджигом дуги. Предпочтительно наличие опции подключения дистанционного управления током, а также таймеров для регулирования времени подачи защитного газа во время продувки перед началом сварки и по её окончании.

MIG-сварку целесообразно применять при толщине металла от 10 мм. В данном случае необходим источник постоянного тока обратной полярности с возможностью дистанционного регулирования величины сварочного тока. Это позволяет обеспечить необходимый контроль охлаждения и защиты шва инертным газом.

особенности технологии с применением аргона

21.05.2019

Вопросы, рассмотренные в материале:

Что необходимо знать о сварке титана аргоном
Как правильно подготовиться к процессу сварки титана аргоном
Как выполняется сварка титана аргоном
Какие дефекты могут проявиться во время сварки титана аргоном и как их устранить

Среди других металлов титан выделяется малым весом и способностью противостоять коррозии. По этой причине он активно используется в производстве сложных узлов для нужд авиации, судостроения, машиностроения. В этой статье мы поговорим о таком виде обработки, как сварка титана аргоном.

Технология и особенности сварки титана аргоном

Сварка титана является сложной задачей, так как для его расплавления требуется очень высокая температура. Однако при сильном нагреве этот металл становится химически очень активным к входящим в состав воздуха газам.

Далеко не каждый знает, но титан, относясь к самым прочным металлам на нашей планете, достаточно часто встречается в природе – даже чаще, чем, например, цинк или медь. Этот металл тусклого серого цвета плавится при 1700 °C. С технической точки зрения его основная ценность, как мы уже говорили, состоит в высокой стойкости к ржавлению, а также относительно небольшой теплоте при сваривании.

Температура плавления сплавов титана зависит от марки и колеблется в пределах 1470 – 1825 °C. По сравнению с другими разновидностями металлов, они отличаются легкостью (за счет низкой плотности) при высокой прочности, из-за чего их используют в качестве материала для велосипедных рам, деталей гоночных авто. Но нужно понимать, что специфические свойства сплавов превращают их сварку в сложный процесс.

Необходимо отметить, что металл может находиться в одной из стабильных фаз, их обозначают латинскими буквами α и β:

Фаза α представляет собой состояние при температуре окружающей среды, при этом у металла мелкозернистая структура, он полностью инертен к скорости охлаждения.
Фаза β достигается при температуре от 880 0С: зерно становится крупнее, возникает чувствительность к охлаждению (скорости процесса).

Указанные фазы стабилизируют при помощи добавок и легирующих элементов: O, N, Al (для α) или V, Cr, Mn (для β). По этой причине все титановые сплавы принято разделять на группы в соответствии с использованным типом присадок:

ВТ1 – ВТ5.1 Это так называемые α-сплавы. Отличаются пластичностью, хорошо свариваются, но их прочность не повышается за счет термообработки.
ВТ 15 – 22. β-сплавы, которые свариваются хуже, нередко с появлением холодных трещин. На качестве соединения сегментов негативно отражается тот факт, что во время сварки зерна структуры увеличиваются в размерах. Однако термообработка позволяет частично повысить прочность сплава.
ВТ4 – 8, ОТ4. Группа α + β. Свойства таких промежуточных сплавов зависят от вида и доли использованных добавок.

Стоит более подробно остановиться на свойствах титана, из-за которых возникает сложность сварочных работ:

плотность 4,51 г/см³;
прочность 267 – 337 Мпа;
температура плавления 1668 0С;

низкая теплопроводность;
возможность самовозгорания при нагреве до 400 °C и контакте с кислородом;
окисление углекислотой;
образование твердых, но хрупких нитридных соединений при нагреве до 600 °C и прямом контакте с азотом;
способность поглощать водород при достижении 250 °C;
увеличение зерна при 880 °C и выше.

Повышение температуры до отметки 400 – 500 °C и более является критичным для титана. Сильный нагрев влечет за собой резкое повышение химической активности, из-за чего металл вступает в реакцию с атмосферным воздухом. Все это негативно отражается на прочности сварного шва, образуются гидриды, нитриды, карбиды, пр. Несоблюдение ГОСТа чревато тем, что шов не выдержит даже легкого удара.

Проведенная по всем правилам сварка аргоном обеспечивает прочность шва 0,6 – 0,8 от показателя самого металла.

Для сварных швов действует ГОСТ Р ИСО 5817-2009, он фиксирует качество сварки таких металлов: стали, титана, никеля, их сплавов, максимально допустимые уровни дефектов изделия.

Чистый титан мало используется в производстве из-за недостаточной прочности. Поэтому если речь идет, например, о сварке титана аргоном, подразумевается какой-либо его сплав, иными словами, титан и легирующий элемент.

Титановые сплавы

Как правильно подготовить детали для сварки титана аргоном

Сварка титана аргоном проводится при полной изоляции свариваемых поверхностей от атмосферы, поэтому чаще всего применяются автоматическая или полуавтоматическая технология.

Безусловно, ручная сварка этого металла возможна, но для нее используется специальная горелка с керамическим соплом: через нее под давлением подается инертный газ, аргон, который вытесняет воздух.

На схеме показаны приспособления для защиты шва газом и его подачи в повышенном объеме.

Перед сваркой титана аргоном подготавливают кромки и присадки, поэтому также приводим таблицу разделки кромок.

Необходимо зачистить металлические поверхности стальной щеткой, «шкуркой», обезжирить.

Одним из самых распространенных растворителей для обезжиривания металлических поверхностей является ацетон, но у него резкий запах, он довольно токсичен. Об этом говорит тот факт, что ацетон относится к 4 классу опасности. При вдыхании в течение небольших отрезков времени его умеренных и высоких концентраций появляется раздражение глаз, дыхательных путей, повышенная частота пульса, головные боли, тошнота, рвота и даже возможна клиническая кома.

Рекомендовано к прочтению

Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
Виды резки металла: промышленное применение
Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Поэтому стоит выбирать более безопасные, но эффективные составы для очищения поверхности металла. Один из вариантов – денатурированный спирт, его наносят на металл безворсовой тканью. Это спирт с добавками, из-за которых его употребление в пищу становится невозможным. С одной стороны, они имеют ужасный вкус, а с другой – вызывают рвоту, и даже могут стать причиной слепоты.

Перед соединением детали из титана подвергают травлению смесью соляной кислоты с водой и фторидом натрия в следующей пропорции: 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. На травление уходит около 10 минут при 60 – 65 °C.

Еще один способ, позволяющий удалить оксидную пленку – это смесь из 2 – 4 % фтористоводородной кислоты и 30 – 40% азотной кислоты. Травление длится 30 секунд, а температура не превышает 60 °C.

После этого металл тщательно шлифуют при помощи наждачной бумаги до № 12, проволочных щеток, шабер. Важно убедиться, что получились ровные края деталей без заусенец и трещин. Аналогично зачищается и присадочная проволока для сварки титана аргоном. Далее пора переходить к сварке.

Работа в среде защитного газа аргона ведется с помощью присадочных материалов. Последние делятся на группы по составу (палладий, ванадий, алюминий) и содержащейся в них доле кислорода. В таблице есть характеристики присадок из титана и его сплава:

Очень важно, чтобы прутки и проволока при сварке титана не выходили из-под газовой защиты, так как присадки загрязняются на воздухе.

Аргонодуговая технология требует применения постоянного тока прямой полярности и вольфрамовых электродов. Иногда приходится использовать специальные приспособления, в которые поступает инертный газ, вытесняя воздух.

Возможна сварка титана аргоном при помощи медных, стальных подкладок. В них делают отверстия для подачи газа.

Для соединения труб используют специальные фартуки с разным закруглением, чьи характеристики определяются диаметром трубы.

Полуавтоматическую или автоматическую технологии осуществляют в специальной капсуле, заполненной аргоном либо гелием. Если речь идет о трубах, их не помещают в защитную среду, а герметизируют и заполняют аргоном.

Еще одно немаловажное требование к такой работе – это наличие перчаток на руках, ведь даже чистые руки оставляют на кромке потожировые следы. Последние негативно сказываются на качестве сварного шва.

Трудности обработки титана

Принято считать, что титан поддаётся механической обработке подобно нержавеющим сталям. Это значит, что обрабатывать титан в 4-5 раз труднее, чем обычную сталь, но это всё же не составляет неразрешимой проблемы. Основные проблемы при обработки титана — это большая склонность его к налипанию и задиранию, низкая теплопроводность, а также то обстоятельство, что практически все металлы и огнеупорны растворяются в титане, в результате чего представляет собой сплав титана и твёрдого материала режущего инструмента. Такая обработка вызывает быстрый износ резца.

Для уменьшения налипания и задирания и для отвода большого количества тепла, которое выделяется при резании, применяют охлаждающие жидкости. Точение заготовки производят спомощью резцов из твёрдых сплавов причём скорость обработки, как правило, ниже, чем при точении нержавеющей стали.

Если необходимо разрезать листы из титана, то эту операцию осуществляют на гильотинных ножницах. Сортовой прокат больших диаметров режут механическими пилами, применяяножовочные полотна с крупным зубом. Менее толстые прутки разрезают на токарных станках.

При фрезеровании титан остаётся верным себе и налипает на зубья фрезы. Фрезы тоже изготовляют из твёрдых сплавов, а для охлаждения применяют смазки, отличающиеся большой вязкостью.

При сверлении титана основное внимание обращают на то, чтобы стружка не скапливалась в отводящих канавках, так как это быстро повреждает сверло. В качестве материала для сверления титана применяют быстрорежущую сталь

При использовании титана как конструкционного материала титановые детали соединяют друг с другом и с деталями из иных материалов разными методами.

Основной метод — сварка. Самые первые попытки сварить титанбыли неудачными, что объяснялось взаимодействием расплавленного металла с кислородом, азотом и водородом воздуха, ростом зерна при нагреве, изменениями в микроструктуре и другими факторами, приводимые к хрупкости шва. Однако все эти проблемы, ранее казавшиеся неразрешимыми, были решены в самые короткие сроки в наши дни сварка титана — обычная промышленная технология.

Но, хотя проблемы решены, сварка титана не стала простой и лёгкой. Основная её трудность и сложность заключается в необходимости постоянного и неукоснительного предохранения сварного шва от загрязнения примесями. Поэтому при сварке титана используют не только инертный газ высокой чистоты и специальные бескислородные флюсы, но и разнообразные защитные козырьки, прокладки, которые защищают остывающие.

Чтобы максимально снизить рост зерна и уменьшить изменения в микроструктуре, сварку ведут с большой скоростью. Почти все виды сварки производят в обычных условиях, применяя специальные меры для защиты нагретого металла от соприкосновение с воздухом.

Но мировая практика знает и сварку в контролируемой атмосфере. Такая защита сварного шва обычно необходима при выполнении особо ответственных работ, когда требуется стопроцентная гарантия того, что сварной шов не будет загрязнён. Если свариваемые части не велики, сварку ведут в специальной камере, заполненной инертным газом. Сварщик хорошо видит всё, что ему нужно через специальное окно.

Когда же сваривают большие детали и узлы, контролируемую атмосферу создают в специальных вместительных герметичных помещениях, где сварщики работают, применяя индивидуальные системы жизнеобеспечения. Разумеется, эти работы ведут сварщики самой высокой квалификации, но и обычную сварку титана должны проводить только специально обученные этому делу люди.

В тех случаях, когда сварка не возможна или попросту не целесообразна, прибегают к пайке. Пайка титана осложняется тем, что он при высоких температурах химически активен и очень прочно связан с покрывающей его поверхность — окисной плёнкой. Подавляющее большинство металлов непригодно для использования в качестве припоев при пайке титана, так как получаются хрупкие соединения. Только чистые серебро и алюминий подходят для этой цели.

Методы сварки титана аргоном

Сварка титана осуществляется как «холодным» методом, так и методом дугового флюса либо при помощи плазменно-дуговой сварки. Однако наибольшее распространение получил метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, так называемая TIG-сварка.

Для соединения деталей крупного сечения применяют метод электрошлаковой сварки аргоном.

Немаловажное значение играет вид сплава. Так, напомним, что титан марки ВТ1-ВТ5 отлично сваривается, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый, относительно слабый шов, но закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов считаются промежуточными.

Сегодня используются следующие виды контактной сварки аргоном:

стыковая;
точечная;
роликовая;
конденсаторная стыковая (для труб).

При работе с использованием флюса в ход идет бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

Ручная сварка сплавов с титаном аргоном производится постоянным током прямой полярности в пределах 90 – 200 А. Отметим, что этот показатель зависит от толщины соединяемых деталей, калибра электрода и диаметра присадочной проволоки.

Следите за цветом получившегося шва. Если перед вами яркий серебристый шов, все хорошо. Тогда как желтоватый или голубой оттенок говорит, что рано прекращена подача защитного газа. Самый худший вариант – это серые, темно-синие или белесые швы, поскольку их нужно полностью удалять и качественно зачищать стыки для повторного соединения. Для зачистки берут щетку для металла из нержавейки.

Контроль качества

Нюансы ручного режима сварки титана в аргоне

Добиться прочного шва при сварке титана аргоном удается за счет обеспечения чистоты поверхности деталей и присадки. Другим обязательным условием является правильная настройка сварочного аппарата. При несоблюдении техники сварки аргоном на месте шва всегда появляются сварные дефекты. Прежде чем приступать к работе, выполните продувку и прочистку горелки, защитной насадки. Не забывайте про подкладки для обратной стороны шва – с их помощью можно проверить наличие воздуха в системе.

Сварка ведется без предварительного нагрева. Исключение составляют ситуации, когда возможна влажность, наличие конденсата на титане – тогда нужен нагрев до 70 °C.

При TIG-технологии рекомендуется высокочастотное зажигание для дуги. Когда вы работаете с присадкой, длина дуги равна 1 – 1,5 сечения электрода. Если сварка аргоном производится без присадки, этот параметр соответствует диаметру вольфрамового электрода. Помните, что в царапинах, образующихся на металле при касании вольфрамовых электродов, остаются частицы вольфрама. Когда все работы завершены, затухание дуги должно происходить постепенно, для этого плавно понижайте ток. Защиту сварного шва, околошовной зоны обеспечивают и после выключения дуги, когда температура опускается до 427 °C.

При соединении аргоном тонкостенных деталей зазор между кромками должен составлять 0,5 – 1,5 мм. В этом случае можно не формировать кромки и отказаться от присадочной проволоки. Кстати, последняя должна совпадать по составу с основным свариваемым металлом.

Сварка титана аргоном предполагает такие режимы: если используется вольфрамовый электрод диаметром 1,5 – 2 мм и присадочная проволока диаметром 2 мм, а толщина свариваемых заготовок составляет 2 мм, нужно выдерживать ток 90 – 100 ампер. Повышение толщины металла до 4 мм позволяет варить его током в 120 – 140 ампер. И самое главное, о чем нужно помнить: для работы с титаном и его сплавами используется переменный ток постоянной полярности.

Также есть ряд других существенных условий для качественной сварки титана аргоном:

Для ручной технологии используется короткая дуга, не допускаются колебания электрода, присадки. Сварщик осуществляет движение вдоль шва.
Сваривание ведется углом вперед, то есть электрод должен быть направлен в сторону, противоположную направлению движения.
Угол между присадкой и электродом 90°.
Присадка подается в сварочную ванну непрерывно.
После гашения дуги защитный газ продолжает подаваться, обеспечивая охлаждение ниже 400 0С, в среднем на это уходит минута.

Дальнейшее охлаждение металла является гарантией качественного шва. Вы можете определить это по цвету. В норме шов светлый, соломенный, желтый. А вот серый, синеватый или черный говорят об окислении, что плохо сказывается на качестве.

Технология сварки аргоном полуавтоматом или автоматом совпадает с ручной. Единственный нюанс, о котором нельзя забывать – отверстия в сопле горелки. В соответствии с ГОСТ их диаметр равен 12 – 15 мм. Зажигать и гасить горелку рекомендуется на специальных подкладках, планках.

Ручной процесс

Электроды

При ручной сварке используются вольфрамовые стержни, заточенные под углом 35-40°. При интенсивном применении стержень требуется периодически подтачивать.

Чем на больший угол сточен электрод, тем больше глубина проплавки.

Проволока

Проволока используется только из соответствующего сплава титана. Предварительно она прокалятся под вакуумом для удаления водорода и обязательно защищается от окисления. Такая проволока должна храниться в закрытой тубе не более 5 суток.

Для сварки изделий толщиной до 1,5 мм встык применение присадки необязательно.

Горелка

Горелка применятся со специальными приспособлениями, уберегающими титан от азотирования и окисления. По ГОСТ область соединения должна защищаться от воздействия атмосферного воздуха.

Особенности технологии

Должны обеспечиваться беспрерывное поступление присадки и постоянная скорость перемещения электрода, точность движений.

Скорость расхода аргона – 5-8 л/мин, на изнаночной стороне рубца – 2 л/мин.

При соединении труб необходима герметизация их концов, инертный газ поступает от насоса.

Перед тем как сварить титан в домашних условиях, следует знать, что трубы невозможно соединить качественно, за исключением применения конденсаторной сварки. Их можно сопрягать и без инертного газа, параметр зарядного напряжения должен составлять 850-2100 В.

Как выполняется автоматическая сварка титана

Для этого используется вольфрамовый электрод. Причем размер отверстий сварочной горелки должен находиться в пределах 12 – 15 мм. Также нужно учесть, что соединение неплавящимся электродом лучше проводить постоянным током прямой полярности.

Высокая активность титана вынуждает зажигать и гасить горелку на специальных планках, вне изделия. Как и при ручной технологии, газ подают еще 1 минуту после гашения дуги, защищая шов и переходную зону от окисления. Далее представлены режимы для автоматической сварки титана аргоном в защитных газах и под флюсом:

Толщина металла, мм	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Напряжение, В	Сила тока, А	Скорость сварки, м/ч	Расход аргона, л/мин
Толщина металла, мм	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Напряжение, В	Сила тока, А	Скорость сварки, м/ч	В горелке	В подкладке с обратной стороны шва
0,8	1,0 – 1,5	8 – 10	45 – 55	18 – 25	6 – 8	3 – 4
1,0	1,5	10 – 12	50 – 60	18 – 22	6 – 8	3 – 4
1,2	1,5	10 – 12	55 – 65	18 – 22	6 – 8	3 – 4
1,5	1,5	11 – 13	70 – 90	18 – 22	9	3 – 4
1,8	1,5	11 – 13	80 – 100	18 – 22	9	3 – 4
2,0	1,5 – 2,0	11 – 13	110 – 130	18 – 22	9	3 – 4
2,5	2,0 – 2,5	11 – 13	150 – 180	20 – 22	9 – 12	3 – 4
3,0	2,5 – 3,0	12 – 13	200 – 220	20 – 22	9 – 12	3 – 4

Режимы работы под флюсом:

Толщина металла, мм	Тип соединения	Сила тока, А	Рабочее напряжение, В	Скорость сварки, м/ч
3 – 5	Стыковое	250 – 320	24 – 38	50
3 – 5	Угловое	250 – 300	32 – 36	40 – 50
2 – 3	Внахлест	250 – 300	30 – 35	40

Возможные дефекты при сварке титана аргоном и способы их устранения

Единственный способ избежать дефектов при соединении элементов из титана аргоном – это использование лазера, во всех остальных случаях возможны погрешности. ГОСТ определяет, что дефекты появляются вследствие несоблюдения технических условий, нарушения технологии, в результате чего конструкция становится непригодной к использованию.

Согласно ГОСТ, дефекты делятся на такие виды:

трещины;
поры;
твердые образования;
несплавления;
неправильный шов;
другие разновидности.

ГОСТ не допускает наличие трещин-разрывов в шве или прилегающих местах, поскольку они образуют центр разрушения.

Причина появления разрывов обычно кроется в высоком содержании углерода, никеля, водорода, фосфора в расплавленном металле. Сразу скажем, что при соединении лазером отсутствует вероятность образования трещин. Чтобы убрать появившиеся трещины, необходимо засверлить концы дефекта, после чего устранить трещину механическим путем и строжкой, зачистить и сварить участок.

Поры ГОСТ определяет как полости, заполненные газом. Вполне логично, что этот дефект образуется при сварке титана аргоном из-за высокого газообразования. Место с порами ослабляет всю конструкцию, поэтому его переваривают, перед этим зачистив механическим путем.

Твердыми включениями называют инородные металлические и неметаллические вещества, включенные в шов, снижающие его прочность и концентрирующие напряжение. Поэтому место с дефектом полностью вырубают, удаляют строжкой, заваривают.

Несплавления — это отсутствие соединения металла со швом, вызванное нерасплавлением части кромки стыка. Этот дефект может появиться при неправильном выборе формы угла или режима сварки, плохой предварительной обработке кромок. Поскольку несплавления отрицательно влияют на прочность шва, место дефекта вырубают, зачищают, после чего заваривают.

Нарушение формы представляет собой несовпадение формы шва с установленными требованиями. Такой недостаток появляется из-за скачков напряжения в сети, неправильного угла наклона, пр. Он может привести к внутренним дефектам шва, поэтому прибегают к завариванию места тонким швом электродом небольшого диаметра.

Возможные дефекты

Самым распространенным дефектом является пористость рубца, появляющаяся при поглощении расплавленным металлом воздушных пузырьков.

Чтобы минимизировать пористость следует:

тщательно подготовить поверхности – зачистить их и обезжирить;
обеспечить требуемый уровень защиты сварной зоны и ванны.

Сергей Иванов, сварщик, стаж работы – 15 лет: «Несмотря на сложность процесса, сварка титана достаточно распространена. Выполнить ее в домашних условиях сложно, но возможно. Для этого следует неукоснительно соблюдать технологию и тщательно подбирать присадочные материалы».

Какие еще виды сварки подходят для титана помимо аргона

Электрошлаковая сварка
В последнее время этот вид соединения элементов из титана активно применяется в промышленности. Например, он используется для сплава ВТ5-1, то есть титана, легированного до 5 % алюминием и до 3 % оловом. Изготовление сплава производится прессованием с прокаткой до тонких листов, или ковкой заготовок с большим сечением.
Метод, используемый для крупных сечений, считается очень сложным, но он вполне подходит для электрошлаковой сварки под флюсом АН-Т2 в аргоне. Роль источника переменного тока играет трехфазный трансформатор с жесткой характеристикой.
Для работы с небольшими поковками (60х60 мм) рекомендуются режимы: сила тока 1600 – 1800 А, напряжение дуги 14 – 16 В. В норме расстояние между кромками поковок равно 26 мм, масса засыпанного флюса – 130 г, расход аргона 8 л/мин.
Применение пластинчатого электрода размером 12х60 мм при этих режимах позволяет добиться стабильного процесса и прочного сварного шва. Последний сравним по прочности с основным металлом.
При соединении прессованных профилей крупного сечения электродом толщиной 8 мм получается сварное соединение несколько худшей прочности – 80 – 85 % от показателя основного металла. Эта особенность вызвана использованием пластинчатых электродов из нелегированного сплава ВТ1-1. Поясним, что не рекомендуется работать с легированными электродными сплавами, ведь они не обеспечивают необходимой пластичности соединения из-за большого содержания газов в прессованном металле.

Контактная сварка
ГОСТ допускает использование данной технологии, так как оптимальная скорость сваривания титана равна 2 – 2,5 мм/сек. Ее превышение повлечет за собой снижение прочности металла, заполняющего зазор. Отметим, что данный показатель очень важен, когда работа идет контактным методом, ведь все операции здесь производятся очень быстро. Не стоит зачищать свариваемые кромки, а тем более фрезеровать их.

На практике используются несколько вариантов контактного метода, и все они подходят для работы с титановыми заготовками. А именно речь идет о точечной, линейной и конденсаторной технологии. Для каждой из них подбирают свой режим, который зависит от толщины свариваемых заготовок, давления и диаметра электродов или от габаритов сварочной пластины, времени сжатия, продолжительности прохождения тока через металл. Как вы поняли, этот процесс требует грамотного подбора всех вышеперечисленных параметров.

Далее вы можете ознакомиться с ориентировочными режимами стыковой сварки титана при начальной скорости оплавления 0,5 мм/сек:

Площадь свариваемого сечения, мм	Давление осадки, МН/М2	Вылет заготовки из электродов, мм	Припуск, мм на		Скорость оплавления, мм/сек	Сила тока оплавления, А
Площадь свариваемого сечения, мм	Давление осадки, МН/М2	Вылет заготовки из электродов, мм	оплавление	осадку	Скорость оплавления, мм/сек	Сила тока оплавления, А
150	2,9	менее 25	8	3	6	1,5 – 2,0
250	4,9 – 7,8	25-40	10	6	6	2,5 – 3,0
500	9,8 – 14,7	45	10	6	6	5,0 – 7,0
1000	20 – 24	50	12	10	5	5
1500	29 – 59	60	15	10	5	7,5
2000	39 – 98	65	18	12	5	10
2500	49 – 147	70	20	12	5	12,5
3000	98 – 196	100	22	14	4	15,0
4000	147 – 294	110	24	15	4	20,0
5000	196 – 392	130	26	15	3,5	25,0
6000	343 – 490	140	28	15	3,5	30,0
7000	294 – 490	150	30	15	3,0	35,0
8000	343 – 588	165	35	15	3,0	40,0
9000	441 – 882	180	40	15	2,5	45,0
10000	490 – 981	180-200	40	15	2,5	50,0

Для соединения титановых листов и пластин толщиной до 4 мм подходит точечная и шовная (роликовая) сварка. Высота литого ядра составляет 80 – 90 % от суммарной толщины листов. Ниже представлены приблизительные режимы этого вида обработки:

Толщина листов, мм	Диаметр контактной поверхности электрода, МН/м2	Усилие на электродах, Н	Продолжительность прохождения тока, с	Время сжатия деталей, с	Сила тока, А
0,8	4,0 – 4,5	1960-2450	0,1 – 0,15	0,1	7000
1,0	4,5 – 5,0	2450 – 2950	0,15 – 0,2	0,3	8000
1,2	5,0 – 5,5	3150 – 3440	0,2 – 0,25	0,3	8500
1,5	5,5 – 6,0	3935 – 4915	0,25 – 0,3	0,4	9000
2,0	6,0 – 7,0	4915 – 5895	0,25 – 0,3	0,4	10000
2,5	7,0 – 8,0	5895 – 6875	0,3 – 0,4	0,4	12000

Режимы шовной (роликовой) технологии:

Толщина листов, мм	Ширина шва, мм	Усилие на роликах, Н	Продолжительность сварки, с		Скорость сварки, м/мин	Сила тока, А
Толщина листов, мм	Ширина шва, мм	Усилие на роликах, Н	импульс	пауза	Скорость сварки, м/мин	Сила тока, А
0,8+0,8	3,5 – 4,0	2950	0,1 – 0,12	0,18 – 0,20	0,8 – 1,0	6000
1,0+1,0	4,5 – 5,5	3935	0,14 – 0,16	0,24 – 0,28	0,6 – 0,8	7500
1,5+1,5	5,5 – 6,5	4915	0,20 – 0,24	0,3 – 0,4	0,5 – 0,6	10000
2,0+2,0	6,5 – 7,5	6385	0,24 – 0,28	0,4 – 0,5	0,4 – 0,5	12000
2,5+2,5	7,0 – 8,0	7855	0,28 – 0,32	0,6 – 0,8	0,3 – 0,4	15000

Трубы из титана марки ВТ1-2, диаметром 10 – 23 мм и со стенкой толщиной 1,0 – 1,5 мм можно сваривать при помощи конденсаторной стыковой технологии без использования газовой защиты. Перед этим, напомним, осуществляют травление сварных кромок и работают с такими режимами:

Диаметр трубы, мм	Емкость, мкф	Зарядное напряжение, В	Усилие осадки, Н	Вылет трубы из вкладышей, мм	Коэффициент трансформации
10х1	5000	850 – 900	8935 – 9805	1,0 – 1,5	84
23х1,5	7000	2000 – 2100	22565 – 24035	1,2 – 1,8	84

Оптимальным для труб диаметром 10 мм считается вылет 1 – 1,5 мм, тогда как для труб диаметром 23 мм этот показатель составляет 1,2 – 1,8 мм. При вылете труб менее 0,8 мм происходит выплеск расплавленного металла, а при превышении границы в 2,2 мм смещаются торцы, получается непровар. При усилии осадки менее 20,7 кН тоже получается непровар. Также он возможен при зарядном напряжении менее чем 1900 В, а при напряжении выше 2200 В выплескивается жидкий металл. Оплавление происходит внутри трубы в виде венчика высотой до 1,5 мм и максимальной толщиной 0,3 мм.

Холодная сварка титана
Эта технология предполагает разрушение кристаллической решетки и образование новой за счет соединения слоев титана, процесс происходит в твердом состоянии на открытом воздухе.
Отдельно стоит сказать о работе с белым титаном, поскольку такая сварка ведется под давлением без внешнего нагрева. Соответствующая инструкция позволяет пользоваться технологией при любой температуре воздуха.
При приложении нормальных усилий данный способ соединения титановых листов производится внахлест при помощи зажимов для фиксации. Далее можно приступать к сварочному процессу. После снятия зажимов листы деформируются и прочно скрепляются между собой.

Электрошлаковая сварка

Сварка титана с нержавейкой или другими сплавами может проводиться при помощи электрошлакового сваривания. Данный метод сваривания часто применяется для сплава марки ВТ5-1, который состоит из 3 % олова и 5 % алюминия. Листы из этого сплава производится методом прессования и прокаткой в тонкие листы. А вот толстостенные конструкции не прокатывают, они подвергаются ковке.

Так как сваривают титан с толстыми стенками? Толстостенные заготовки свариваются в условиях из защитного газа аргона с применением флюса марки АН-Т2. Во время данного процесса обязательно применяют переменный ток, подача которого в область сварки производиться при помощи трехфазного трансформатора.

Важные особенности электрошлаковой сварки титана:

для того, чтобы сварить заготовки с толстыми стенками требуется выставить мощность тока на 1600-1800 ампер с показателем напряжения в 14-16 вольт;
зазор между заготовками должен составлять 2,6 см;
расход аргона должен составлять не больше 8 литров на 1 минуту;
масса засыпаемого флюса — 130 грамм;
при этом стоит с особой внимательностью относиться ко всем требования данного сварочного процесса, их полное соблюдение сможет обеспечить высокое качество сварочного шва;
электроды для сварки титана должны соответствовать по размеру диаметра. Обычно рекомендуется использовать расходники с размером диаметра в 12 мм. Если они будут иметь размер в 8 мм, то показатель прочности падает до 80 %;
не стоит использовать легированные и титановые электроды, они снижают показатель пластичности в сварочном соединении.

титановых электродов | AMERICAN ELEMENTS ®

РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Название продукта: Титановые электроды

Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например ТИ-М-02-ЭЛЕК , ТИ-М-03-ЭЛЕК , ТИ-М-04-ЭЛЕК , TI-M-05-ELEC

Номер CAS: 7440-32-6

Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки

Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Лос-Анджелес, Калифорния

Тел .: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351

Телефон экстренной связи:
Внутренний номер, Северная Америка: +1 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887

РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

Классификация вещества или смеси
Классификация в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Вещество не классифицируется как опасное для здоровья или окружающей среды в соответствии с правила CLP.
Классификация в соответствии с Директивой 67/548 / EEC или Директивой 1999/45 / EC
N / A
Информация об особых опасностях для человека и окружающей среды:
Нет данных
Опасности, не классифицируемые иным образом
Нет данных
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Н / Д
Пиктограммы опасностей
Н / Д
Сигнальное слово
Н / Д
Краткая характеристика опасности
Н / Д
Классификация WHMIS
Не контролируется
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0- 4)
(Система идентификации опасных материалов)
ЗДОРОВЬЕ
ПОЖАР
РЕАКТИВНОСТЬ
1
1
1
Здоровье (острые эффекты) = 1
Воспламеняемость = 1
Физическая опасность = 1
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT :
НЕТ
vPvB:
НЕТ

РАЗДЕЛ 3.СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНГРЕДИЕНТАХ

Вещества
Номер CAS / Название вещества:
7440-32-6 Титан
Идентификационный номер (а):
Номер ЕС:
231-142-3

РАЗДЕЛ 4. МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

Описание мер первой помощи
При вдыхании:
Обеспечить пациента свежим воздухом. Если не дышит, сделайте искусственное дыхание. Держите пациента в тепле.
Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
При попадании на кожу:
Немедленно промыть водой с мылом; тщательно промыть.
Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
При попадании в глаза:
Промыть открытый глаз под проточной водой в течение нескольких минут. Проконсультируйтесь с врачом.
При проглатывании:
Обратитесь за медицинской помощью.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и воздействия, как острые, так и замедленные
Данные отсутствуют
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Нет данных

РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Специальный порошок для металлических огней.Не используйте воду.
Средства пожаротушения, непригодные из соображений безопасности
Вода
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
При пожаре могут образоваться следующие вещества:
Дым оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Самостоятельно носить содержал респиратор.
Надеть полностью защитный непромокаемый костюм.

РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Меры личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации
Используйте средства индивидуальной защиты.Не подпускайте незащищенных людей.
Обеспечьте соответствующую вентиляцию.
Меры по защите окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Не допускать попадания продукта в канализацию, канализацию или другие водоемы.
Не допускайте попадания материала в землю или почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Подобрать механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы.
См. Раздел 7 для получения информации о безопасном обращении.
См. Раздел 8 для получения информации о средствах индивидуальной защиты.
См. Раздел 13 для получения информации об утилизации.

РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в сухом прохладном месте в плотно закрытой таре.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Данные отсутствуют.
Условия безопасного хранения с учетом несовместимости.
Требования, предъявляемые к складским помещениям и таре:
Нет особых требований.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Хранить вдали от окислителей.
Хранить вдали от галогенов.
Хранить вдали от галоидоуглеродов.
Хранить вдали от минеральных кислот.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить емкость плотно закрытой.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытых емкостях.
Специфическое конечное использование
Данные отсутствуют

РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА

Дополнительная информация о конструкции технических систем:
Правильно работающий вытяжной шкаф для химических веществ, предназначенный для опасных химикатов и имеющий среднюю скорость потока воздуха не менее 100 футов в минуту.
Контрольные параметры
Компоненты с предельными значениями, требующие контроля на рабочем месте:
Продукт не содержит каких-либо значимых количеств материалов с критическими значениями
, которые следует контролировать на рабочем месте.
Дополнительная информация:
Нет данных
Средства контроля за опасным воздействием
Средства индивидуальной защиты
Соблюдайте стандартные правила защиты и гигиены при обращении с химическими веществами.
Хранить вдали от продуктов питания, напитков и кормов.
Немедленно снимите всю грязную и загрязненную одежду.
Мыть руки перед перерывами и по окончании работы.
Поддерживайте эргономичную рабочую среду.
Дыхательное оборудование:
При высоких концентрациях использовать подходящий респиратор.
Защита рук:
Непроницаемые перчатки
Осмотрите перчатки перед использованием.
Пригодность перчаток должна определяться как материалом, так и качеством, последнее из которых может варьироваться в зависимости от производителя.
Время проницаемости материала перчаток (в минутах)
Нет данных
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Защитная рабочая одежда

РАЗДЕЛ 9.ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физических и химических свойствах
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Цвет: Темно-серый
Запах: Без запаха
Порог запаха: Данные отсутствуют.
pH: нет данных
Точка плавления / интервал плавления: 1668 ° C (3034 ° F)
Точка кипения / интервал кипения: 3277 ° C (5931 ° F)
Температура сублимации / начало: данные отсутствуют
Воспламеняемость (твердое, газ)
Нет данных.
Температура возгорания: данные отсутствуют
Температура разложения: данные отсутствуют
Самовоспламенение: данные отсутствуют.
Взрывоопасность: данные отсутствуют.
Пределы взрываемости:
Нижняя: данные отсутствуют
Верхние: данные отсутствуют
Давление пара: нет данных
Плотность при 20 ° C (68 ° F): 4,506 г / см ³ (37,603 фунта / галлон)
относительная плотность
Нет данных.
Плотность пара
Н / Д
Скорость испарения
Н / Д
Растворимость в воде (H ₂ O): Нерастворимый
Коэффициент распределения (н-октанол / вода): Нет данных.
Вязкость:
Динамическая: нет
Кинематическая: нет
Другая информация
Нет данных

РАЗДЕЛ 10.СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная способность
Сведения не доступны
Химическая стабильность
Стабилен при рекомендуемых условиях хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит при использовании и хранении в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Опасные реакции неизвестны
Условия, которых следует избегать
Нет данных
Несовместимые материалы:
Окисляющие вещества
Галогены
Галоидоуглероды
Минеральные кислоты
Опасные продукты разложения:
Дым оксидов металлов

РАЗДЕЛ 11.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Эффекты неизвестны.
Значения LD / LC50, имеющие отношение к классификации:
Нет данных
Раздражение или разъедание кожи:
Может вызывать раздражение
Раздражение или разъедание глаз:
Может вызывать раздражение
Сенсибилизация:
Сенсибилизирующие эффекты неизвестны.
Мутагенность зародышевых клеток:
Эффекты неизвестны.
Канцерогенность:
Нет данных о классификации канцерогенных свойств этого материала от EPA, IARC, NTP, OSHA или ACGIH.
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о онкогенных, канцерогенных и / или опухолевых заболеваниях для этого вещества.
Репродуктивная токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит репродуктивные данные для этого вещества.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — многократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — однократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании:
Воздействие неизвестно.
От подострой до хронической токсичности:
Эффекты неизвестны.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не изучена.

РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Водная токсичность:
Нет данных
Стойкость и разлагаемость
Нет данных
Потенциал биоаккумуляции
Нет данных
Мобильность в почве
Нет данных
Дополнительная экологическая информация:
Нет допускать попадание материала в окружающую среду без официальных разрешений.
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
Нет данных
vPvB:
Нет данных
Другие побочные эффекты
Нет данных

РАЗДЕЛ 13. СООБРАЖЕНИЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ

Методы обработки отходов
Рекомендация
См. Официальные правила для обеспечения правильная утилизация.
Неочищенная тара:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными предписаниями.

РАЗДЕЛ 14. ТРАНСПОРТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Собственное транспортное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Класс (ы) опасности при транспортировке
DOT, ADR, ADN, IMDG, IATA
Class
N / A
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
N / A
Опасности для окружающей среды: N / A
Особые меры предосторожности для пользователя
N / A
Транспортировка навалом согласно Приложение II к MARPOL73 / 78 и код IBC
Н / Д
Транспортировка / Дополнительная информация: DOT
Морской загрязнитель (DOT): №

РАЗДЕЛ 15.НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Нормативы / законодательные акты по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Национальные правила
Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ Закона о контроле за токсичными веществами Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта занесены в Канадский список отечественных веществ (DSL).
SARA Раздел 313 (списки конкретных токсичных химических веществ)
Вещество не указано.
Предложение штата Калифорния 65
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано в списке.
Prop 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Prop 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Для использования только технически квалифицированными специалистами.
Другие постановления, ограничения и запретительные постановления
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (EC) № 1907/2006.
Вещества нет в списке.
Необходимо соблюдать условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещества нет в списке.
Приложение XIV Правил REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH — Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество внесено в список.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.

РАЗДЕЛ 16.ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Вышеприведенная информация считается правильной, но не претендует на исчерпывающий характер и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на текущем уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер безопасности. Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом.Дополнительные условия продажи см. На обратной стороне счета-фактуры или упаковочного листа. АВТОРСКИЕ ПРАВА 1997-2021 AMERICAN ELEMENTS. ЛИЦЕНЗИОННЫМ ДАННЫМ РАЗРЕШЕНО ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННЫХ КОПИИ БУМАГИ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Платинированные титановые электроды для катодной защиты

История свидетельствует о том, что главным достижением в электрохимии стала разработка за последние двадцать пять лет целого семейства покрытых платиной металлических электродов из тугоплавкого оксида металла. В данной статье рассматривается первый коммерческий платинированный титан, который все еще широко и все чаще используется в катодной защите, а также во многих других областях, таких как отделка металлов.В эксплуатации находится, возможно, более 50 000 электродов этого типа, а использование металла с момента создания, вероятно, составляет более метрической тонны платины.

Статьи в Platinum Metals Review сохранили хороший индикатор развития. Первой значительной публикацией, посвященной платинированному титану, была статья Дж. Б. Коттона в 1958 г. (1). Очевидно, необходимо было тщательно рассмотреть коммерческий потенциал электрода, который сочетал бы в себе дорогой металл с титаном, а затем металл в зачаточном состоянии и к тому же относительно дорогой, чтобы конкурировать с более дешевыми электродами из свинца, графита и кремнистого железа.Эта разработка во многом обязана дальновидности Джо Коттона из IMI, а также Ричарда Лоу из отдела коррозии и сварки и Джона Моргана из Morgan Berkeley, которые были готовы провести необходимые полевые испытания в морской среде.

Путь к нынешнему господству платинированного титана в качестве предпочтительного электрода для катодной защиты стали наложенным током в морской среде — нефтяных платформах, пристанях, судах и насосах — не всегда был простым.Ранее появились указания (2) на сокращение срока службы электродов из-за пульсаций тока от промышленных источников питания. Ромуальд Юхневич в этом журнале (3) описал эффект наложенных пульсаций переменного тока частотой 50 Гц. Это должно было быть первым из нескольких отчетов по теме, которые продолжают появляться из-за растущего разнообразия форм сигналов тока, используемых в системах автоматического управления.

К счастью, на практике пульсации тока не оказались серьезной проблемой, поскольку частоты пульсаций в коммерческих источниках питания в целом выше, чем те, которые могут сократить срок службы анода.Спустя двадцать лет после первой статьи Коттона Лайонел Шрейр (4) рассмотрел прогресс с платинированным электродом в морской эксплуатации, а недавно Питер Слай (5) представил указатель предлагаемого применения платинированного ниобия в открытых стволах глубоких скважин. способ, которым платинированный электрод, вероятно, найдет новое и все более широкое применение в катодной защите подземных сооружений, таких как резервуары для хранения, заглубленные трубопроводы и обсадные трубы нефтяных скважин.

Рис. 1

Гладкий нержавеющий корпус сводит к минимуму мощность, необходимую для перемещения судов по воде.Современные суда, такие как танкер, показанный здесь в сухом доке, во многих случаях оснащены методами катодной защиты под напряжением для защиты от коррозии. Платинированные титановые противоэлектроды, используемые в такой системе, можно увидеть в виде четырех небольших горизонтальных полос на одной линии с гребным валом

Фотография любезно предоставлена British Petroleum

Производство электродов

За двадцать пять лет Несомненные улучшения в методах изготовления электродов.Платиновое покрытие титана электроосаждением все еще широко используется, но титан, как алюминий и другие тугоплавкие оксидные металлы, остается в основном металлом, на который трудно наносить электроосаждение. Этот метод включает в себя предварительную шероховатость в высокой степени с образованием входящих углов, так что электроосаждение механически фиксируется на поверхности, хотя, несомненно, существует также некоторое слабое притяжение Ван-дер-Вааля. Однако адгезия обычно не происходит за счет металлургического или прочного химического связывания.Уловка в получении звуковой гальванической пластины состоит в том, чтобы добиться хорошего начального удара, и очень полезный способ гарантировать это — предварительно покрыть протравленный титан очень тонким слоем электропроводящей грунтовки, образованной термическим разложением (6). Гальваника прилипших отложений платины из водных ванн на такую обработанную поверхность становится гораздо более надежной операцией.

Электроосаждение обеспечивает покрытие платиной подложек самых разных размеров и форм; кроме того, этот способ также позволяет повторно наносить покрытие на относительно дорогие подложки, когда срок службы существующих анодов истекает из-за расхода платины.Однако существуют пределы толщины электроосаждений, которые можно наносить из водных ванн. Основная часть анодных покрытий составляет от 1 до 5 микрон, а иногда и до 10 микрон. Для более толстых покрытий до 20 микрон, которые требуются, например, в связи с требованиями катодной защиты морских нефтяных платформ в Северном море, используется покрытие путем совместной металлургической обработки. Этот метод также подвергся развитию, и теперь продукт, предназначенный для использования на суше, включая грунтовые основания и защиту настила моста, включает в себя небольшой диаметр, в основном от 1 до 4 мм, титан с медным сердечником с платинированным сердечником (а также с сердечником из меди и твердым сплавом). ниобий) с оболочкой 1-2.Платина толщиной 5 мкм.

Факторы, влияющие на долговечность платиновых покрытий

На заре эксплуатации платинированного титана существовало убеждение, что платина, считавшаяся благородным металлом на протяжении многих веков, будет полностью нерастворимой и сохранится навсегда. Непосредственным определяющим фактором была минимальная толщина, которую можно было электроосаждать, чтобы обеспечить видимое равномерное покрытие платины; в то время это оказалось около 2,5 микрон.

Хотя было бы неразумно говорить, что какая-либо научная тема когда-либо полностью понятна, тем не менее было бы реалистично сказать, что изготовление и использование платинированных титановых электродов теперь превратилось из искусства в довольно сложную науку.

В действительности платина имеет небольшую, но конечную скорость анодного расходования (растворения). Собирая воедино доступную опубликованную литературу, теперь становится ясно, что металл, например, в наиболее часто встречающемся электролите — рассоле — является пассивируемым, с так называемыми активными, пассивными и транспассивными характеристиками. Потребовалось много времени, чтобы смириться с тем, что при использовании в режиме низкого перенапряжения платина работала в «активной» коррозионной области. Благородство платины таково, что практическое применение металла, например, легированного иридием для минимизации начала пассивации, было широко возможным, например, при электролизе рассола с образованием хлората натрия.Существует измеримое растворение, которое значительно выше, чем для оксидов иридия и рутения. Однако, когда платина повышается до пассивных потенциалов, скорость анодной коррозии становится намного ниже, и именно в этом состоянии материал находит свое массовое применение. Разбивка относительных графиков Тафеля для платины, работающей в 3-процентном растворе хлорида натрия, проиллюстрирована на рисунке 2, из которого можно сделать вывод, что на каждый ампер-час (Ач) электричества, прошедшего через платину, в основном в виде выделения хлора, происходит растворение около 1 миллионной грамма платины.

Рис. 2

Характеристики платинированного титана в рассоле, содержащем 30 граммов на литр хлорида натрия, при температуре 25 ° C. Можно сделать вывод, что примерно одна миллионная грамма платины растворяется на каждый ампер-час электричества, прошедшего

За двадцать пять лет использования платинированного титана выяснилось, что платина, которая долгое время считалась коррозионной. -устойчивый, может растворяться совершенно неожиданными способами помимо погружения в «царь вод» ( царская водка, ).Сгруппированные по категориям, они подпадают под общие заголовки:

Нарушение пассивирующей пленки (деполяризация), вызванное изменениями формы волны тока.
Работа в разбавленном рассоле с одновременным выделением хлора и кислорода.
Работа с жидкостями, содержащими определенные органические соединения.

Форма волны тока

Лосев и его сотрудники (7) выяснили первопричину вероятного эффекта формы волны тока в статье, опубликованной в 1963 году.Используя метод радиоактивного индикатора, было продемонстрировано, что простое прерывание приложенного анодного тока вызовет некоторую потерю защитной способности пассивной пленки, что приведет к короткому, но интенсивному периоду сольватации платины, см. Рис. 3. Тема пульсации с тех пор широко исследовалась. Когда впервые стал доступен платинированный титан, возникли опасения, что колебания тока от коммерческих выпрямителей могут помешать жизнеспособности электрода. Оказалось, что это не так (8), потому что, как правило, частота собственных колебаний была слишком высокой, чтобы обеспечить какое-либо практическое увеличение скорости растворения.Однако использование низкочастотного переменного тока, например, системы прямоугольных импульсов от 2 до 5 Гц некоторых современных автоматических устройств катодной защиты, требует более тщательного учета влияния на скорость анодной коррозии платины, и должны быть исключены ложные отрицательные пики или преднамеренное изменение направления тока. полностью избежать.

Рис. 3

Растворение платины с течением времени поляризации при 100 мА / см ² с использованием результатов Городецкого, Дембровского и Лосева (7)

Когда в конце 1960-х гг. попробовав прямое кипячение воды на переменном токе с использованием переменного тока 50 Гц, казалось, многих удивило то, что эта процедура была готовым средством преобразования платиновой подложки в оксид платины оранжевого цвета с высокой скоростью.

Совместная эволюция кислорода и хлора

Ранее платинированные титановые электроды применялись на заводах, использующих воду из устьев рек, например, для катодной защиты конденсаторных ящиков электростанций и в электрохлораторах. Более высокие, чем ожидалось, уровни потребления платины объяснялись разжижением морской воды, смешиванием океанской и речной воды в устьях рек и низкими температурами. Было доказано, что снижение температуры оказывает минимальное влияние на потребление платины, но разбавление хлорида натрия дало совершенно неожиданное открытие, что одновременное выделение хлора и кислорода увеличивает скорость потребления платины больше, чем отдельные эффекты выделения либо чистого кислорода, либо чистый хлор, показанный на рисунке 4.Такой синергетический эффект сопровождается коррозией под напряжением, где совместное действие напряжения и коррозии (например, едкое растрескивание стали) вызывает больший ущерб, чем отдельные эффекты напряжения и коррозии. Таким образом, в концентрированном солевом растворе скорость анодного износа платины составляет менее 0,1 мкм г / Ач. В серной кислоте или в речной воде скорость износа при выделении кислорода составляет около 5 мкм г / Ач. В морской воде (примерно 1/10 насыщения) уровень потребления платины составляет примерно 1 мк г / Ач, но при концентрациях солоноватой воды, то есть несколько граммов на литр растворенных твердых веществ, скорость потребления может возрасти до нескольких десятков. мк г / Ач.

Рис. 4

Скорость анодного растворения платины в рассоле различной концентрации

Присутствие определенных органических соединений

Это еще одна ситуация, когда чувствительность платины к необычно высоким скоростям анодного расхода была связана с условиями ранее не ценились до более широкого использования платинированного титана. Требовалось защитить сосуд из мягкой стали, содержащий 0.25 процентов рассола плюс сахар. Платинированный титан, предназначенный для нормальных условий эксплуатации, преждевременно и неоднократно выходил из строя. Это стало основой для последующих экспериментов, которые показали, что, помимо разбавления рассола, сахар значительно увеличивает скорость анодной коррозии не только платины, но и других благородных металлов и основных оксидных электрокатализаторов рутения и иридия. Juchniewicz (9) и его сотрудники, работая с более сильным рассолом, впоследствии показали, что именно обычный сахар, а не какие-либо продукты анодного разложения, ответственны за увеличение анодного потребления платины.

Впоследствии были идентифицированы другие органические соединения, влияющие на анодное потребление платины, включая определенные осветляющие / выравнивающие агенты, используемые в растворах никелевого гальванического покрытия, загрязнение рассола дизельным топливом и некоторые органические соединения в реакциях органоэлектросинтеза, такие как, например, адипонитрил в серной кислоте.

Обсуждение

Растущее количество разнообразных применений платинированных титановых электродов, как только что было описано, высветило новые аспекты поведения платины.Эффект пульсации тока, совместной эволюции кислорода, хлора и определенных органических соединений в значительной степени неправильно понимается в механизме. Тем не менее, открытие этих эффектов не только не ограничивает возможности использования платинированных титановых электродов, но и установило правила, в рамках которых этот материал используется с большей уверенностью. При анодном расходе около 1 мк г / Ач, что является нормой для морской воды, платинированные титановые электроды заняли, по-видимому, постоянную нишу. Мало кто будет возражать против того, чтобы этот тип электродов был предпочтительным материалом с высокой плотностью тока для использования на море.Однако этого нельзя сказать о выборе электродов для использования под землей при катодной защите резервуаров, трубопроводов и обсадных труб нефтяных скважин или о стальной арматуре для настилов мостов и многоэтажных автостоянок. Здесь выбор более естественно падает на графит, кремнистое железо и магнетит. Тем не менее, платинированный титан или электроды платинированного титанового типа вполне могут найти применение.

Если рассматривать ситуацию на суше более подробно, несколько электродов в системах катодной защиты используются заглубленными непосредственно в почву или скалу.Скорее, для достижения контакта с низким сопротивлением электроды заделывают в кокс, чтобы сформировать грунтовый углеродный слой с увеличенной площадью поверхности. Электрическое соединение со слоем достигается путем подачи на центрально расположенный электрод тока плотностью порядка А / м ², или не более нескольких единиц. В настоящее время в Соединенном Королевстве широко используется мелкодисперсный кокс, известный как «Sunbrite Singles», который является бытовым бездымным топливом, но также используется другой специальный псевдоожиженный кокс, известный как «Loresco».Чтобы подать ток на кокс, электрод может быть задействован как частично электрохимически, так и электрически.

Рис. 5

Добывающие нефтяные скважины, такие как показанная с использованием насоса Люфкина, футерованы стальными трубопроводами до нефтеносных пластов. Для предотвращения коррозии стали со стороны скальной породы и возможности перфорации с потерей нефти и, возможно, загрязнением важных водных горизонтов, все чаще применяются методы катодной защиты, при этом рядом с грунтовыми пластами глубоких скважин расположены

Фотография любезно предоставлена Shell

Можно получить преимущество при использовании чего-то менее хрупкого, чем графит, кремнистое железо или магнетит.Более удобный в использовании технический материал, такой как кусок гибкого платинированного титана, имеет много преимуществ как при транспортировке, так и при установке. В случае глубокой скважины, в отличие от неглубоких грунтовых пластов, миниатюрный нехрупкий электрод требует отверстия меньшего диаметра, что позволяет сэкономить на затратах на бурение, а также на стоимости любой необходимой футеровки.

Другой формой слоя глубокого заземления, которая все чаще используется во всем мире, является так называемая разновидность «открытого ствола», и здесь снова миниатюрный платинированный титановый (или ниобиевый) анод с более высокой плотностью тока в форме стержня или сетка, идет установка.Как описал Слай (5), платинированный анод просто подвешивают в отверстии, которое, очевидно, должно находиться на глубине, на которой вода собирается вокруг анода. Помимо экономии средств за счет ограничения диаметра просверливаемого отверстия, анод и кабель можно легко вытащить на поверхность для осмотра и замены при необходимости. Когда платина израсходована, на подложку можно наносить новое покрытие.

В 1980 году Варн и Беркли описали питатели с платинированной титановой сеткой для двух удовлетворительных систем с грунтовым слоем, которые были выкопаны с чисто исследовательскими целями, и через 15 лет было обнаружено, что титановая сетка с платиновым гальваническим покрытием находится в неизношенном и все еще новом состоянии (10). ).Это должно предвещать успех в долгосрочной перспективе.

Растет потребность в надежных и долговечных грунтовых грядках. В катодной защите требования к току кровати варьируются от нескольких до нескольких сотен ампер. Есть предположение, что в электрофоретических методах третичного извлечения нефти могут потребоваться грунтовые пласты большой глубины и многие сотни, возможно, тысячи ампер. Платинированный титановый электрод, зарекомендовавший себя в морской отрасли, кажется, готов к увеличению использования в грунтовых условиях.В отличие от морской области, химический состав окружающей среды в наземных условиях варьируется гораздо шире.

Заключение

За двадцать пять лет платинированный титановый электрод неуклонно рос в росте. Из многих уроков, которые можно извлечь из его успешных приложений, два особенно приходят на ум: необходимость принимать смелые решения, когда делаются первые шаги для запуска нового продукта, и тот факт, что гораздо больше знаний было накоплено на химическое / электрохимическое поведение платины, предоставляющее ученым возможность исследовать множество явлений в ближайшие годы.

Платина действительно интересный с технической точки зрения металл, который, без сомнения, по-прежнему скрывает еще много секретов.

J. B. Cotton, Platinum Metals Rev. , 1958, 2 , (2), 45

P. G. Wrangler, Tek. Tidskr. , 1960, h30 , 551

R. Juchniewicz, Platinum Metals Rev. , 1962, 6 , (3), 100; Proc. 1-й Int. Congr. по коррозии металлов, Лондон, 1961, Баттервортс, Лондон, 1962, стр.368

Л. Л. Шрейр, Platinum Metals Rev. , 1977, 21 , (4), 110; там же. , 1978, 22 , (1), 14

PM Sly, Platinum Metals Rev. , 1980, 24 , (2), 56

MA Warne and PCS Hayfield, Патенты Великобритании 1,351,741; 1974 и 1 351 742 человека; 1974

Городецкий В.В., Дембровский М.А.,В. Лосев, Ж. Прикл. Хим. (Ленинград) , 1963, 36 , (7), 1543

Р. Юхневич, П. С. Хейфилд, Proc. 3-й Int. Congr. по коррозии металлов, М., 1966, опубл. Москва, 1969, 3 , с. 73

J. Pompowski, R. Juchniewicz, G. Waleszkowski, H. Strelcki и J. Sadowska, Marine Corros. Конф., Гданьск, 1967, с. 87

MA Warne and KGC Berkeley, NACE Corrosion / 80, Paper 244

Преимущества титанового электрода в титановой анодной сетке, произведенной в Китае

Материал электрода является одним из ключевых компонентов электродиализа эксикатор.Материал электрода должен быть стойким к окислению и восстановлению, то есть быть одновременно анодом и катодом. В настоящее время идеальным электродом предпочтительно является многокомпонентный металлический анод, содержащий рутений, который может отвечать требованиям переворота электродов. В то же время он имеет низкое перенапряжение, характеристики энергосбережения и более длительный срок службы, чем металлический анод с обычным покрытием.

После появления титановых электродов он показал беспрецедентные характеристики и быстро стал использоваться во многих электролизных отраслях. Титановые электроды обладают следующими преимуществами:

1. Размер анода стабильный, а расстояние между электродами не изменяется во время процесса точечного раствора, что обеспечивает выполнение операции электролиза при стабильном напряжении резервуара.
2. Рабочее напряжение низкое, поэтому потребление энергии невелико, потребление энергии может быть сэкономлено, а потребление энергии постоянного тока может быть уменьшено на 10-20%.
3. Титановый анод имеет длительный срок службы.В производстве газообразного хлора, производимого диафрагменным методом, металлический анод устойчив к хлору и щелочам. Срок службы анода составляет более 6 лет, а графитового анода — всего 8 месяцев.
4. Он может решить проблему растворения графитового анода и свинцового анода, избегая загрязнения точечного раствора и катодных продуктов, тем самым улучшая чистоту металлических продуктов.
5. Увеличьте плотность тока. Когда электролиз проводят при высокой плотности рабочего тока, предпочтительно использовать титановый анод.
6. При производстве хлорщелочи после использования титанового анода качество продукции высокое, чистота газообразного хлора высокая, CO2 не содержится, концентрация щелочи высокая, а потребление энергии экономится.
7. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и может работать во многих коррозионных и специальных электролитических средах.
8. Избегайте проблемы короткого замыкания после деформации свинцового анода, тем самым повышая эффективность тока.
9. Титановые аноды легкие и снижают трудоемкость.
10. С металлическими анодами возможна работа хлоратной ванны при высоких температурах и высокой плотности тока.
11. Низкие характеристики перенапряжения, пузырьки между электродами и электродами легко устраняются, что является важной причиной падения напряжения в электролитической ячейке с металлическим анодом.

Платинированный анод из титана и ниобия

Производство электродов по индивидуальному заказу с покрытием из чистой платины на титане или ниобии

Платино-титановые нерастворимые аноды на основе металлического титана используются в качестве анодов в виде листов, пластин, стержней, нитей и трубок.Толщина стандартного слоя платины 2-5 мкм. При более высоких требованиях толщина платинового слоя может достигать 20 мкм. Срок службы титанового анода с платиновым покрытием зависит от рабочей среды (электролита) и силы тока (плотности тока) анода. Плотность тока не должна превышать 75 А / дм2. Ниже этого значения износ платинового слоя очень мал, и срок службы анода также может быть оценен. Согласно опыту, износ платинового слоя составляет около 1-4 граммов на миллион ампер-часов в растворе хромирования, не содержащем фтора.

Титановый анод в основном используется в промышленном производстве, таком как хлорщелочи и гипохлорит натрия, электролитический синтез органических соединений, очистка сточных вод, опреснение морской воды, электролиз разбавленного рассола, анод для гипохлорита натрия, анод для электролиза хлорида натрия, дезинфекция водопроводной воды , серия электродных продуктов для очистки сточных вод, электроды для опреснения морской воды, удаление планктона в промышленных оборотных водах и т. д. Основные категории: платино-титановые электроды, титановые электроды, супер-титановые электроды, группа электродов с покрытием из благородных металлов.

Платинированный анод в качестве электродного материала характеризуется тремя выдающимися свойствами:

1. Он стабилен, устойчив к коррозии и может использоваться в различных средах.

2. Для реакции выделения кислорода перенапряжение очень велико

3. Для реакции выделения водорода перенапряжение очень низкое.

Ptanode описывает тугоплавкие металлы, такие как титан и ниобий, покрытые чистейшей платиной.Электрокаталитические функциональные слои из платины или различных оксидов драгоценных металлов используются практически во всей электрохимической промышленности.

Платина — драгоценный металл с хорошими физическими и химическими свойствами, например

Платиновый анод имеет высокую коррозионную стойкость

Платиновые аноды имеют очень хорошую теплопроводность

Платиновый анод обладает отличными каталитическими свойствами

a3bc6c39-962a-4da3-af31-284a9b9a3fba | 0 |.0 | 27604f05-86ad-47ef-9e05-950bb762570c

титановых электродов, इलेक्ट्रोड в Тирумудиваккам, Ченнаи, Ti Fab Engineering

Наши нерастворимые электроды (аноды и катоды) состоят из титана, который отвечает за механическую стабильность и равномерное распределение тока. Как правило, они доступны в форме пластин, сеток, стержней, проволоки, ленты и таможни. Наши электрокаталитически селективные электроды лучше обычных электродов из никеля, свинца, свинцового сплава, стали, графита и магнетита.

Мы предлагаем различные виды анодов, упомянутых ниже:

Ti-анод со смешанным металлическим оксидным покрытием

Мы разрабатываем эти титановые аноды с MMO-покрытием на номинальный срок службы 6 лет. Кроме того, покрытие MMO является отличным проводником электричества и дает хорошую химическую стабильность при нанесении покрытия на титановую основу даже в средах с очень низким pH.

Платонизированный титановый анод

Он работает как жизненно важный элемент для влажного электроосаждения драгоценных металлов, таких как золото, родий, платина, палладий и цветные металлы, хром, никель, медь и цинк.Они предлагаются в одном куске любого размера до 1,2 кв.м (1,2 метра X 1,2 метра). Титановая пластина, сетчатый стержень и ниобий, тантал также могут быть платонированы для различных применений. Мы можем наносить покрытия и пластины толщиной от 2,0 микрон до 15,0 микрон в соответствии с требованиями клиента.

Аноды для катодной защиты наложенным током

Катодная защита — очень экономичный и эффективный метод устранения коррозии. Мы предлагаем титановые трубчатые, ленточные, зондовые, сетчатые, проволочные, полосовые и стержневые аноды со СМЕШАННЫМ металлическим оксидным покрытием (MMO).

Платинированный дисковый анод для судовых и морских конструкций

Эти нерастворимые аноды широко используются в следующих областях:

Электродиализ — при очистке сточных вод, водоподготовке и синтезе организующих соединений
Катодная защита различные конструкции, такие как морские сооружения, корабли, арматура из бетона
Влажное электроосаждение драгоценных металлов, таких как золото, родий, платина, палладий и цветных металлов, таких как хром, никель, медь, олово, кобальт и цинк
Производство хлората, перхлоратов , Хлор / каустический гипохлорит вместе с электролитическим производством хромовой кислоты и водорода из воды
Электрохимическая очистка электронных компонентов
Электро-цинкование стальной полосы и электролитический металл rec
Электрофорез

Основные особенности следующие:

Одноразовое вложение на электроды можно нанести повторное покрытие за небольшую часть стоимости замены изношенных обычных электродов
Шлам, обычно встречающийся с обычными электродами, для экономии затрат на трудоемкое удаление осадка, а также затрат на утилизацию
Поскольку электроды основаны на титане , нет накопления свинца и других тяжелых загрязнений
Электроды безвредны для окружающей среды, не образуются опасные отходы шлама
Экономия энергии
Высокая коррозионная стойкость электродов обеспечивает длительную работу

Мы производим эти в соответствии с дизайном заказчика или в соответствии с конкретным приложением заказчика с основным металлом из титана или ниобия в соответствии с заявкой заказчика.

Титановые электроды Fevas Mesh с покрытием из иридия и рутения Ir-Ru 2 шт. Размером 200 мм x 300 x 1,8 мм,: Amazon.com: Industrial & Scientific

Цена:

942 долларов.89 +2,99 $ перевозки

Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Номер модели: hj76876
Тип: MMO
Настраивается: Да

]]>

Характеристики этого продукта

Фирменное наименование	Fevas
Количество позиций	1
Номер детали	FVS-983E8F84D4C1750536615EBA726254ED
Код UNSPSC	31160000

Последние достижения в области электродных материалов на основе титана для стационарных натриево-ионных батарей

В последнее время внимание к натриево-ионным батареям было переориентировано на крупномасштабные приложения для хранения энергии из-за низкой стоимости и бесконечного количества натрия.Натрий является одним из самых распространенных элементов на Земле и по химическим свойствам похож на литий. Благодаря своей превосходной способности накапливать натрий, особенно для превосходной безопасности и стабильности, соединения на основе Ti были широко исследованы как катодные, так и анодные материалы. Здесь мы очерчиваем современные катоды и аноды и подчеркиваем критическую роль титана в разработке усовершенствованных электродов для натриево-ионных аккумуляторов. Систематически рассматриваются последние достижения и прогресс в исследовании соединений на основе Ti с различными каркасами, такими как NASICON, туннель, MXenes, шпинель и слоистые структуры.Обобщено и проанализировано прямое связывание зависимости структура-функция-свойство для соединений на основе Ti, особенно для слоистых Na / Ti-содержащих оксидов. Титановый элемент играет решающую роль как в положительном, так и в отрицательном электродах, , то есть , обеспечивая перенос заряда и высокую безопасность для анодов, а также значительно повышая структурную и циклическую стабильность катодов. Основываясь на бифункциональной роли титана, предлагается и реализована новая концепция симметричных ячеек с ионами натрия, в которых в качестве биполярных электродов используются слоистые оксиды, содержащие Na / Ti.Симметричные ионно-Na-ионные элементы уже имеют высокое напряжение и выдерживают длительные процессы заряда-разряда, демонстрируя практичность, выходящую за рамки доказательства концепции. Участие титана в материалах электродов на основе натрия будет в значительной степени способствовать развитию натрий-ионных батарей при комнатной температуре в направлении стационарного накопления энергии.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент.

Электроды по титану: Сварка титана электродом — Ручная дуговая сварка — ММA

Электроды титановые — цена за 1 кг

Титановые электроды для сварки

Особенности сварки титана и его сплавов

Технология сварки

Ручная дуговая сварка

Электрошлаковая сварка

Контактная сварка

Электронно-лучевая сварка

Контроль качества

Свариваемость

Способы сварки титана

Необходимое оборудование и материалы

Подготовка титана к сварке

Технология сварки титана

Дефекты сварки титана

Содержание

Особенности сварки титана и сплавов на его основе

Какие способы используют для сварки титана и его сплавов?

Подготовка титана и его сплавов под сварку

Ручная дуговая сварка титана и титановых сплавов

Технология, техника и режимы сварки

Видео: аргонодуговая сварка труб из титана

Автоматическая сварка титана и его сплавов

Вольфрамовые электроды — статьи от компании ООО «Титан»

Технология сварки титана и его сплавов

Трудности при сварке

Подготовка к сварке

Режимы химической обработки титана и его сплавов

Выбор параметров режима

Техника сварки

Ориентировочные режимы сварки титана и его сплавов

Газовая защита

особенности технологии с применением аргона

Титановые сплавы

Свойства материала

Как подготавливают детали

Какие методы применяют

Ручной процесс

Электроды

Проволока

Особенности технологии

Контроль качества

Сварка титана и его сплавов

особенности технологии с применением аргона

Технология и особенности сварки титана аргоном

Титановые сплавы

Как правильно подготовить детали для сварки титана аргоном

Трудности обработки титана

Методы сварки титана аргоном

Контроль качества

Нюансы ручного режима сварки титана в аргоне

Ручной процесс

Электроды

Проволока

Горелка

Особенности технологии

Как выполняется автоматическая сварка титана

Рекомендации специалистов

Возможные дефекты при сварке титана аргоном и способы их устранения

Возможные дефекты

Какие еще виды сварки подходят для титана помимо аргона

Электрошлаковая сварка

титановых электродов | AMERICAN ELEMENTS ®

РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

РАЗДЕЛ 3.СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНГРЕДИЕНТАХ

РАЗДЕЛ 4. МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА

РАЗДЕЛ 9.ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

РАЗДЕЛ 10.СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

РАЗДЕЛ 11.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

РАЗДЕЛ 13. СООБРАЖЕНИЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ

РАЗДЕЛ 14. ТРАНСПОРТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

РАЗДЕЛ 15.НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

РАЗДЕЛ 16.ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ