Способ соединения титана с металлами

 

Изобретение относится к области пайки, в частности к способу пайки разнородных материалов. Целью изобретения является повышение качества и работоспособности соединения за счет снижения его химической неоднородности . Титан соединяется со сталью через ниобий. На соединяемых деталях вьтолняют разделку кромок и соединяют их последовательно с промежуточной вставкой. Вначале соединяется титан с ниобием, используя в качестве 1фисадки титановую проволоку. Заполнение разделки кромок осуществляют расплавленной присадкой. Зону соединения нагревают до температуры 1673-1723 К. Сталь с ниобием может быть соединена присадкой из медного сплава после пос лучения соединения ниобий-титан. Благодаря расплавлению алько присадочной проволоки отсутствует взаимное перемешивание взаимодействующих металлов и исключается процесс старения швов соединения.. Уменьшаются химическая и фазовоструктурная неоднородности . 1 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1296336

А1 (59 4 В 23 К 1/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3918485/25-27 (22) 26.06.85 (46) 15.03.87, Бюл. Н 10 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.А.Чуларис, В.И.Балакин, П.В.Лященко и М,М.Михайлова (53) 621 . 791. 3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 210972, кл. В 23 К 35/30, 1966.

Куркумели А.A., Казеннов 10.Н., Кузнецов И.К., Ринг И,л, Применение сварки-пайки при изготовлении титанстальных переходников. Сборник трудов

НИКИМТ "Сварочное производство", 1977, вып. 3, с, 95-103.

Рябов В.P. Рыбкин Д.М., Курочко Р.С., Стрижевская Л.Г. Сварка разнородных материалов и сплавов. И.:

Машиностроение, 1984, с. 155-161. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНА С МЕТАЛЛАМИ (57) Изобретение относится к области пайки, в частности к способу пайки разнородных материалов. Целью изобре-. тения является повышение качества и работоспособности соединения sa счет снижения его химической неоднородности. Титан соединяется со сталью чеpcs ниобий. На соединяемых деталях выполняют разделку кромок и соединяют их последовательно с промежуточной вставкой. Вначале соединяется титан с ниобием, используя в качестве присадки титановую проволоку. Заполнение разделки кромок осуществляют расплавленной присадкой. Зону соединения нагревают до температуры 1673-1723 К.

Сталь с ниобием может быть соединена присадкой из медного сплава после получения соединения ниобий-титан. Благодаря расплавлению только присадочной проволоки отсутствует взаимное перемешивание взаимодействующих металлов и исключается процесс старения швов соединения.. Уменьшаются химическая и фазовоструктурная неоднородности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1296336

Изобретение относится к пайке, в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при соединении титана со 5 сталями, медью, никелем и их сплавами.

Целью изобретения является повышение качества и работоспособности соединения за счет снижения его хцмической неоднородности.

Способ реализуют следующим о6разом.

На соединяемых деталях выполняют разделку кромок и соединяют их последовательно с промежуточной вставкой из ниобия, производя нагрев и заполнение разделки кромок расплавленной присадкой, используя в качестве присадки при соединении титана с ниобием титановую проволоку и нагревая зону соединения при этом до 1673-1?23 К.

Сталь с ниобием может быть соединена присадкой из медного сплава после получения соединения ниобий — титан.

Образование швов между ниобием и титаном, а также ниобия с вторым кон. струкционным материалом происходит без расплавления соединяемых поверхностей, т.е. реализуется процесс пайкосварки.

Благодаря расплавлению только присадочной проволоки отсутствует взаим-35 ное перемешивание взаимодействующих металлов и исключается процесс старения швов соединения. Уменьшаются химическая и фазово-структурная неоднородности, так как они определяются 1О только интенсивностью протекания растворно-диффузионных процессов при взаимодействии твердого основного металла с расплавом присадочной проволоки. 45

Последовательность выполнения швов в соединении обусловлена различиями в температурах плавления соединяемых .металлов и смачивания титана, тугоплавкой вставки и второго металла жид-g кой фазой, что подтверждается данными табл. 1. В аргоне и вакууме температура гарантированного смачивания титана и тугоплавкой вставки из ниобия расплавленным титаном составляет 55

1693-1723 К, температура плавления титана и его сплавов 1873-1933 К, а ниобия и его. сплавов 2673-2683,.К.

Смачивание стали, никеля расплавом сплава на медной основе возможно уже при 1073 К, а ниобия — только при пе-i регревах до 1523 К.

Оптимальным с технологической и экономической точек зрения является выполнение соединений титана с другими конструкционными металлами пайкосваркой без расплавления соединяемых разнородных металлов при условиях, обеспечивающих установление в соеди.нении изложенных температурных условий образования швов, Кроме того, благодаря выполнению в соединениивначале титанового шва титан — ниобий а затем "медного" шва ниобий — другой конструкционный металл получаемые соединения свободны от несплошностей типа несплавлений и отслоений.

Пример, Электрической дугой в вакууме соединяли титановый сплав

ПТ-ЗВ со сталью 20 толщиной 15 мм при диаметре титановой шайбы 90 мм и стального кольца с внутренним диаметром 92 и наружным 180 мм. Вставку из тугоплавкого металла — ниобия

ВН-2 — выбрали толщиной 1 мм, длиной, равной длине окружности титановой шайбы, шириной, равной толщине соединяемых титана и стали, В ниобиевое кольцо вставляли титановую шайбу и соединяли пайкосваркой с использованием расплавляемой титановой присадочной проволоки ВТ-1-0 беэ расплавления ниобия и титана. При образовании "титанового" шва режим пайкосварки обеспечивал температуру смачивания соединяемых поверхностей титаном 1723 К. Затем ниобиевую шайбу вставляли в стальное кольцо и соединяли пайкосваркой с использованием расплавляемой присадочной проволоки из сплава на основе меди-бронзы

БрАМц-9-2 без расплавления ниобия и стали. При этом температура смачивания составляла 1523 К. Параметры режима пайкосварки, обеспечивающие температурные условия смачивания при образовании "титанового" и "медного" швов, и„свойства соединений сведены в табл. 2.

Оценка параметров режима сваркопайки показывает их экономичность, а прочностные показатели — высокое качество соединений титан — сталь. формула изобретения

Способ соединения титана с металлами, преимущественно со сталью, заключающийся в разделке кромок и последовательном соединении их с вставкой из йиобия путем нагрева и заполнения разделки расплавленным присадочным материалом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше-. ния качества и работоспособности соединения за счет снижения его химиче-! ской неоднородности в качестве приЭ

Таблиц а 1

Характеристика схватывания

Краевой угол смачивания, град

Температура на поверхности основного металла, К

1673

Удовлетворительное

1723

Хорошее

Подплавление спла,ва ПТ-3В

1773

Титановая проволока

ВТ-1-0

Слабое

f673

Ниобиевый сплав ВН-2

1723

Хорошее.

Хорошее

17?3

Титановая проволока

ВТ-1-0

1473

Ниобиевый сплав BH-2

Слабое

1523

Удовлетворительное

Хорошее

1573

Проволока БрЬМц-9-2

Сталь 20

1073 .

Удовлетворительное

Хорошее

Ъ

1173

1273

Хорошее

Проволока БрАМц-9-2

Марка твердого металла и расплавляющей проволоки

Титановый сплав ПТ-3В

1296336 4 садки при соединении титана с ниобием используют титановую проволоку, а зону соединения при этом нагревают до температуры 1673-1723 К.

5 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что ниобий соединяют со сталью после соединения его с титаном, используя в качестве присадки медный сплав.

1296336

Таблица 2

Соединяете

I металлы

Параметры ренина

Дяанетр проволоки, йн

Скорост подачи проволока, сн/

Нехаиическая прочность при разрыве, Ийа орость арки, н/с алрякее на ге, В

Соединение TC НЬ титана с ннобием 8 у 0,3 230-250(из-за отвига ниобия) 80 28 4 2

Соединениа ниобированного титана со сталью

0,2 240-250

80-100 26 5

П р и м е v а н я я 1, Процесс ведут при остаточнон давления в вакуунной камере - 1,33 10 Па.

2. "Титановый" вов выполняют проволокой ВТ-1-0, а "медный" " проволокой БрЪИц-9-2.

Составитель Л.Абросимова

Техред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 703/16 Тираж 976 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Тяп соединения аиетр Сила т катода, а

Раскал плаз немного rasa„ сн /нии