Исследование влияния электронно-лучевой сварки титановых сплавов на распределение водорода в сварном шве

В. И. Муравьёв, П. В. Бахматов, В. В. Григорьев, О. Г. Шакирова, С. А. Исхаков

Аннотация


Приведены результаты исследования распределения водорода в сварных соединениях, выполненных электронно-лучевой сваркой титановых сплавов ВТ20 и ВТ23. Распределение водорода в сечении сварных соединений измерялось в зоне сварного шва, термического влияния и в основном металле посредством спектрального анализа с применением низковольтного импульсного разряда на спектрографе ИСП-51. Установлено, что пики водорода в неразъёмных соединениях, выполненных электронно-лучевой сваркой, в отличие от аргонодуговой сварки находятся не только в зоне термического влияния, но и в центральной части сварного соединения. Химическим анализом изломов неразъёмных соединений, исследованных с применением сканирующего растрового электронного микроскопа Hitachi S-3400N, установлено, что поры в сварных соединениях, выполненных электронно-лучевой сваркой, возникают вследствие десорбции в расплав капиллярно-конденсированных загрязнений, находящихся в дефектах поверхности торцов кромок, и избирательного плавления по границам зёрен из-за недостаточных температурных условий плавления по цельному зерну. Выявлено, что на появление изменений содержания водорода, с образованием дефектов, оказывают влияние температурные условия разогрева свариваемых кромок, скорость сварки, толщина свариваемых заготовок.


Ключ. слова


Титановые сплавы; электронно-лучевая сварка; водород в сварных соединениях; порообразование; капиллярно-конденсированная влага; фрактограммы изломов сварных соединений; дефекты поверхности стыкуемых кромок

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Кузнецов А.А., Муравьёв В.И., Дёмышев П.Г. Особенности формирования ме-талла шва при электронно-лучевой сварке (ЭЛС) конструкций из титановых сплавов // Труды IV Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» (26-28 ноября 2008 г., Томск). Томск: Томский политехнический университет, 2008. С. 403-408.

2. Братухин А.Г., Иванов Ю.Л., Марьин Б.Н., Меркулов В.И. Штамповка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении. М.: Машиностроение, 1997. 600 с.

3. Александров В.К., Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А., Брун М.Я., Ерманок М.З. Полу-фабрикаты из титановых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 512 с.

4. Лопатко А.П., Карташов Л.Г., Ткачев Л.Г. Определение глубины проплавления при ЭЛС металлов больших толщин // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке. Киев: Наукова думка, 1975. С. 16-19.

5. Электронно-лучевая сварка / под ред. Б.Е. Патона. Киев: Наукова думка. 1987. 256 с.

6. Муравьев В.И. Проблемы порообразования в сварных швах титановых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. № 7 (601). С. 30-37.

7. Замков В.Н., Шевелев А.Д. Образование пор в сварных соединениях титанового сплава ВТ6, выполненных электронно-лучевой сваркой // Автоматическая сварка. 1979. № 12. С. 50-54.

8. Моисеев В.Н., Куликов Ф.Р., Кириллов Ю.Г., Шохолова Л.В., Васькин Ю.В. Сварные соединения титановых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 248 с.

9. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Наукова думка, 1990. 512 с.

10. Редчиц В.В., Фролов В.А., Казаков В.А., Лукин В.И. Пористость при сварке цветных металлов. М.: Технология машиностроения, 2002. 448 с.

11. Сейдгазов Р.Д. Экспресс-проектирование технологии лучевой сварки с мини-мизацией порообразования // Сборник материалов и докладов Международной конфе-ренции электронно-лучевой сварки и смежных технологий (17-20 ноября 2015 г., Москва). М.: Издательство МЭИ, 2015. С. 554-565.

12. Муравьёв В.И., Бахматов П.В., Лончаков С.З., Григорьев В.В. Определение содержания водорода в титановых сплавах в ходе технологического цикла // Сварочное производство. 2018. № 3. С. 14-20.

13. Конструкционные материалы. Справочник / под ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. 688 с.

14. Чертов И.М., Карпенко А.С., Островой А.П. Влияние режимов термической обработки на остаточные напряжения в сварных соединениях технического титана // Автоматическая сварка. 1981. № 8. С. 68-69.

15. Братухин А.Г., Колачев Б.А., Садков В.В., Талалаев В.Д., Веселов А.А. Техно-логия производства титановых самолётных конструкций. М.: Машиностроение, 1995. 443 с.

16. Братухин А.Г., Иванов Ю.Л., Марьин Б.Н. Современные технологии авиастроения. М.: Машиностроение, 1999. 832 с.

17. Фролов В.А., Петренко В.Р., Пешков В.В., Коломенский А.Б., Казаков В.А. Технология сварки плавлением и термической резки металлов: учеб. пособие. М.: Альфа М: ИНФРА-М, 2011. 448 с.

18. Назаренко О.К., Истомин Е.И., Локшин В.Е. Электронно-лучевая сварка. Харьков: Машиностроение, 1985. 127 с.

19. Трушников Д.Н., Саломатова Е.С., Беленький В.Я., Колева Е.Г., Младе-нов Г.М. О температуре в канале проплавления при электронно-лучевой сварке // Изве-стия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15, № 6-2. С. 505-511.

20. Kaplan A.F.H., Norman P., Eriksson I. Analysis of the keyhole and weld pool dy-namics by imaging evaluation and photodiode monitoring // Proceedings of LAMP 2009 - The 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing. 2009. P. 1-6.

21. Won-Ik Cho, Suck-Joo Na, Thomy C., Vollertsen F. Numerical simulation of molten pool dynamics in high power disk laser welding // Journal of Materials Processing Technology. 2012. V. 212, Iss. 1. P. 262-275. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2011.09.011

22. Курган К.А., Клименов В.А., Чумаевский А.В., Клопотов А.А. Структура сварных соединений наноструктурированного титанового сплава ВТ6, полученных при электронно-лучевой сварке // Сборник трудов Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Материалы и технологии новых поколений в современном материаловедении» (9-11 ноября 2015 г., Томск). Томск: Томский политехнический университет, 2015. С. 111-115.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2019-18-4-157-168

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2020

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533