Сварка молибдена и тантала, особенности и последовательность работы

Время чтения: ≈5 минут

Когда мы говорим о промышленном производстве на слуху чаще всего такие металлы как чугун, сталь и алюминий. Действительно, они являются основными материалами при изготовлении многих изделий.

Начиная от посуды, заканчивая деталями для автомобилей. Но помимо этих металлов в промышленности широко применяются такие материалы как молибден и тантал.

Они отличаются повышенной жаропрочностью и тугоплавкостью.

Тугоплавкость — основная характеристика молибдена и тантала. Именно она усложняет работу с этими металлами, ведь температура плавления может достигать 2600-2800 градусов по Цельсию. К тому же, данные металлы химически активны. Что еще больше затрудняет их работу. Тем не менее, сварка тантала и молибдена возможна. И в этой статье мы подробно расскажем об этом.

Молибден: общая информация

Молибден — тугоплавкий металл серебристого цвета. Температура плавления — 2623 градуса по Цельсию. Молибден абсолютно не подвержен коррозии и разрушению. Изделия из молибдена могут использоваться как самостоятельно (например, молибденовая проволока), так и в качестве легирующего элемента.

При добавлении молибдена в состав сталей металл приобретает особые прочностные характеристики. Также сталь, легированная молибденом, не подвержена коррозии. Для работы с молибденом требуется тщательная очистка поверхности металла.

Сварка молибдена

Для сварки молибдена необходимо использовать профессиональный сварочный аппарат с гибкой регулировкой силы тока. Поскольку от правильной настройки тока во многом зависит конечный результат.

Если вы совершите ошибку и выставите неправильную силу тока, это приведет к последующему разрушению сварных швов. Вообще тема настройки тока при сварке молибдена вызывает много споров. Дело в том, что не существует единых рекомендаций по поводу настроек тока.

Каждый раз необходимо экспериментировать, чтобы подобрать оптимальные настройки.

А вот что известно точно, так это технологии, с помощью которых возможна сварка молибдена. Наиболее часто применяется дуговая сварка в среде защитного газа (аргона или гелия), а также контактная сварка.

Рекомендуем установить постоянный ток и прямую полярность.

При работе часто образуется окисная пленка, которая затрудняет сварку. Чтобы избавиться от нее можно использовать кислоту, выполнив электролиз. Но при этом есть вероятность, что поверхность металла потеряет эстетическую привлекательность. Блеск будет неравномерным, а окисная пленка не будет удалена полностью.

Тантал: общая информация

Тантал — такой же тугоплавкий металл, как и молибден. Но температура плавления гораздо выше — 3017 градусов. В чистом виде тантал встречается очень редко. Но его можно обнаружить в составе многих природных минералов. Сам тантал очень прочный, но при этом пластичный. По пластичности схож с золотом.

Изначально тантал использовался только при производстве проволоки, применяемой в лампах накаливания. Но на сегодняшний день сфера его применения куда шире. Его так же, как и молибден, добавляют в состав других металлов, чтобы улучшить прочностные и антикоррозийные свойства.

Сварка тантала

Сварка молибдена и тантала — во многом схожие технологические процессы. А все из-за высокой температуры плавления. Так что рекомендации касаемо сварки молибдена можно использовать и при сварке тантала. Или при сварке металлов, в составе которых есть тантал.

Для сварки тантала необходимо использовать те же технологии, что и при работе с молибденом. А именно, дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде защитного газа или контактную сварку.

Иногда вместо вольфрамовых используют угольные электроды. При контактной сварке время нагрева должно быть минимальным. Здесь так же рекомендуется установить постоянный ток и прямую полярность.

Оптимальная сила тока — 20-40А.

Здесь, как и при сварке молибдена, важно правильно зачистить поверхность перед сваркой. Также обращайте внимание на сварочную зону. Она должна быть хорошо защищена от кислорода. Охлаждайте готовый шов быстро. Для очистки тантала от окисной пленки можно использовать то же травление в кислоте.

Вместо заключения

Многие новички отказываются работать с молибденом и танталом. Они уверены, что повышенная температура плавления в сочетании с окисной пленкой не позволят сварить детали друг с другом. Но это большое заблуждение.

Конечно, у вас не получится работать с этими металлами, если нет достаточного опыта. Но сварка тантала и молибдена возможна, если строго соблюдать технологию.

А вам когда-нибудь приходилось работать с танталом или молибденом? Расскажите об этом в х ниже. Желаем удачи в работе!

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/svarka-metallov/svarka-molibdena-i-tantala.html

Как соединить детали из молибдена сваркой?

Сварка молибдена является сложным процессом из-за его неустойчивости к образованию кристаллизационных сечений на поверхности свариваемых деталей в процессе силового воздействия. Однако сам молибден – это тугоплавкий металл, который обладает высокой прочностью и упругостью. Как происходит сваривание этого материала?

Характеристика материала

В момент деформации на поверхности молибдена возможно попадание атмосферного газа и частиц пыли. Данный материал не переносит загрязнения и кислород — эти вещества не позволяют провести соединительное действие.

Молибден относится к тугоплавким металлам и имеет высокую степень сопротивляемости. Используется он в виде тонких пластин, применяемых в камерах сгорания и турбокомпрессорах. Материал не подвергается коррозии и полиморфным разрушениям.

Термовоздействие сварки образует защиту в виде проявления на поверхности крупнозернистых волокон на месте шва. Под давлением импульса тока металл уплотняется, на него наслаивается слой примесей молибдена.

Учитывая данный фактор, при совмещении очистки сварной поверхности нужно иметь чистый материал, взятый за основу.

Подготовительный этап

Подготовка тугоплавких металлов к спайке требует особой внимательности:

1. Участки стыков и зона вокруг свариваемого места должна подвергаться тщательной зачистке и обезжириванию химическими реагентами. Действие необходимо проделать несколько раз для полноценного разрушения оксидной пленки и жировых элементов.

2. Кромочные части необходимо затереть до блеска наждаком.

3. По завершению подготовительных работ должны быть получены минимальные сколы и кромочное смещение.

4. Для каждого взятого металла должна быть выставлена на инверторе своя температура плавления.

Соединение молибдена и его сплавов сваркой

Перед тем как подвергнуть молибден спайке, края и участок вокруг обрабатывают раствором кислоты: это может быть либо фосфорная, или же серная кислота в соотношении 1:1. Кислоту необходимо разбавлять водой. Сплав молибдена не должны превышать кислород в массе 0,001%.

Под действием теплового режима технический молибден выделяет крупные кристаллы, которые распадаются на атомы.

Склонность к распаду молибденовых сплавов на мелкие зерна при умеренном температурном режиме может снизиться методом легирования определенными элементами при объеме, необходимом для образования твердого раствора в условиях высокой температуры и выделения обратной мелкозернистой структуры в ходе процесса кристаллизации. В таких случаях для соединения деталей используют только легированный сплав низкой модификации с примесями окисляющихся металлов, таких как:

• углерод;
• цирконий;
• титан;
• ванадий;
• ниобий.

Увеличить прочные качества стыка можно при легировании присадочного действия. Эластичность поверхности, подвергаемой сварке из сплава молибдена при низких температурах, невозможна. Угол сгиба стыковой зоны из молибденового сплава — не больше 60С.

По мере увеличения температуры качество металла повышается. Трудоемким процессом является получение пластичности материала.

В ходе сварочного действия методом плавления сплава из молибдена под действием максимальной температуры место соединения деталей переходит в состояние, близкое по первоначальным качествам.

Как происходит сварочный процесс?

Сваривание молибдена производится на инверторах, оснащенных регулировочной панелью, так как несоответствующая подача силы тока вызовет разрушение на соединительных участках. Мощность задается методом экспериментации. Электроды для спайки должны быть тефлоновые с острой заточкой. Технологические особенности сварочного действия определяются по свойству материала.

Имеется склонность к появлению на сварной зоне нитриловой пленки, препятствующей расплавке материала. Чтобы сварить детали из данного металла, можно применить один из двух способов: это соединение электродугой или вакуумная сварка. Максимальная температурная нагрузка на молибден и его сплавы равна 1400С.

Чтобы иметь прочное скрепление данного материала, потребуется провести процесс в атмосфере инертного газа. Также хорошее качество спайки молибденовых изделий можно достичь заклепочным соединением.

Применение молибденового сплава, взятого за основу присадки в виде проволоки или фольгированной вставки при сварке из сплавов молибдена, дает возможность максимально увеличить качественный показатель равномерности сварного шва.

Источник: http://GoodSvarka.ru/metalov/molibden/

Особенности сварки тугоплавких металлов

Тугоплавкие металлы энергично взаимодействуют с большинством газов, образуя оксиды, химические соединения и растворы внедрения.

Как правило, в результате взаимодействия тугоплавких металлов с газами происходит уменьшение их пластичности.

По скорости окисления на воздухе тугоплавкие металлы могут быть расположены в такой последовательности: рений, молибден, тантал, ниобий, вольфрам. Заметное повышение скорости окисления этих металлов наблюдается при температурах выше 600 °С.

До температуры 650 °С на поверхности ванадия существует плотная оксидная пленка, защищающая его от дальнейшего окисления. Выше этой температуры, точнее, при температуре 650 °С, оксиданя пленка расплавляется и скорость окисления ванадия возрастает.

Заметное повышение упругости пара МоО3 отмечается при температуре 720 °С и кипение — при 1155 °С.

В связи c окислением и испарением оксидов тугоплавких металлов для работы этих металлов при повышенных температуpax  их поверхность необходимо защищать.

Тугоплавкие металлы, за исключением рения, проявляют значительную сорбционную епособность к водороду.

При нагреве ванадия, ниобия и тантала в водороде наблюдается их охрупчивание вследствие выделения по границам зерен гидридов иглообразной формы, поэтому для указанных металлов водород является опасной примесью.

Вольфрам и молибден адсорбируют водород без существенного ухудшения свойств. Заметного взаимодействия  рения с водородом не наблюдается.

Азот так же, как и кислород, оказывает отрицательное влияние на пластичность тугоплавких металлов. Ванадий, ниобий н тантал с азотом образуют весьма ограниченные области твердых растворов внедрения. При распаде пересыщенного твердого раствора образуются промежуточные фазы Nb2N, NbN, TaN, V2N, VN, повышающие температуру перехода металла в хрупкое состояние.

При взаимодействии азота с молибденом и вольфрамом область твердых растворов ограничена еще в большей степени.

, В молибдене и вольфраме образуются нитриды MО3N, Mo2N, W2N и WN, которые выделяются в основном по границам зерен, вызывая снижение пластичности металла при нормальной температуре.

В то же время нитриды тугоплавких металлов способствуют их упрочнению, и поэтому для ряда сплавов, в том числе и молибденовых, нитриды используются для дисперсионного упрочнения сплавов; при этом концентрация азота в сплаве поддерживается  на заданном уровне.

Тугоплавкие металлы достаточно активны и в расплавленном состоянии смачивают большинство примесей.

В связи с отсутствием несмачиваемых границ раздела в ванне, при сварке тугоплавких метллон выделение растворенных газов в расплаве затруднено и из-за ограниченной возможности возникновения устойчивых зародышей газовой фазы. В связи о этим при проплавлении пластины из тугоплавких металлов в большинстве случаев пор не наблюдается .

Закономерное появление пор при сварке пластин из тугоплавких металлов встык связано о возникновением зародышевых пузырьков на базе дефектов, имеющихся на торцовых поверхностях кромок свариваемых деталей, заполненных адсорбированными газами и парами воды или загрязнениями.

В процессе сварки тугоплавких металлов в местах дефектов, имеющихся на поверхности поджатых друг к другу кромок, образуются замкнутые полости, заполненные адсорбированными газами, газами защитной атмосферы, парами воды и продуктами их разложения. При расплавлении металла эти полости превращаются в пузырьки, попадающие в ванночки жидкого металла, часть из них всплывает на поверхность ванны. Анализ газов, содержащихся в порах,   подтверждает это  положение.

Например, при вскрытии лучом лазера пор в металле швов, полученных при сварке сплава ВН-2АЭ в аргоне, установлено наличие СО и СО2, образующихся в результате взаимодействия кислорода с углеродом; водорода, образующегося в результате разложения влаги, находящейся на свариваемых кромках; аргона, адсорбированного торцовой поверхностью свариваемых кромок и оставшегося в замкнутых полостях, образовавшихся при сжатии кромок; субоксидов ниобия, находящихся в парообразном состоянии при температуре свыше 1800 °С и сконденсировавшихся на внутренней поверхности пор при охлаждении.

Наибольшее количество пор возникает при сварке встык без зазора между кромками при неполном проплавлении по толщине металла. Количество пор в металле шва изменяется в зависимости от состава загрязнений, расположенных на торцовых поверхностях свариваемых кромок (рис. 14.3).

Максимальная пористость наблюдается при загрязнении свариваемых кромок углеродом и кислородом одновременно 6.

Высокие температура плавления и теплопроводность большинства тугоплавких металлов способствует повышению скорости кристаллизации и образованию в металле швов грубой крупнокристаллической дендритной структуры.

Большинство тугоплавких металлов обладает малой растворимостью примесей внедрения. При современном уровне металлургического производства в промышленных сплавах содержание таких примесей превышает предел растворимости. В связи с этим в процессе кристаллизации примеси внедрения выделяются по границам зерен в виде различных соединении, охрупчивающих металл.

Образование грубой дендритной структуры в металле швов вызывает сокращение суммарной величины поверхности границ зерен, что приводит к увеличению концентрации примесей, выделившихся по границам кристаллитов, и, как следствие, к охрупчиванию металла.

Для предупреждения трещин в металле швов, вызванных охрупчивающим влиянием выделяющихся примесей внедрения, могут быть рекомендованы различные меры: применение присадочных металлов, обеспечивающих получение более высокой пластичности металла шва; изменение схемы кристаллизации с целью наивыгоднейшего направления осей дендритов путем регулирования направления теплоотвода при кристаллизации; применение мер, направленных на ограничение остаточных напряжений в металле шва.

При сварке деформированных тугоплавких металлов в околошовных зонах наблюдается рост зерна и снятие нагартовки.Для чистых металлов, в которых количество примесей внедрения не превышает предела растворимости, в зоне термического влияния наблюдается понижение прочности и твердости по сравнению с подобными характеристиками основного металла в нагартованном состоянии.

В связи с тем, что в промышленных сплавах количество примеcей внедрения, как правило, выше предела их растворимости, пластичность рекристаллизованной зоны снижается за счет повышения концентрации примесей внедрения по границам зерен.

Особенно резко снижается пластичность металла при распределении неметаллических, соединений в виде пленок по границам врен, резко ослабляется связь между зернами, что приводит к хрупкому разрушению металла по границам зерен.

Например, в молибдене при наличии 0,006 % кислорода большая часть границ зерен оказывается покрытой оксидами молибдена. Для вольфрама это содержание еще меньше.

Выделение вдоль границ зерен цепочек избыточных фаз иногда способствует возникновению несплошностей и зарождению микротрещин, повышающих склонность металла к хрупкому разрушению. С увеличением размеров зерна концентрация дефектов по границам зерен повышается, что приводит к перемещению температуры перехода к хрупкому разрушению в область более высоких температур (рис.  14.4).

Источник: https://xn--80awbhbdcfeu.su/svarmet2/

Сварка молибдена, тантала и хромомолибденовых сталей

Оглавление:

В статье рассказывается о физических свойствах тугоплавкого металла молибдена, его взаимодействии с другими металлами в высокотемпературной среде. Рассмотрены правила и особенности сварки молибдена.

Замечательный молибден

Молибден, широкое применяющийся при производстве разнообразных сплавов и легированных сталей, впервые был получен с примесями углерода и карбида в 1782 году химиком из Швеции П. Гьельмом.

В 1817 году Йенс Якоб Берцелиус впервые извлёк чистый металл, восстанавливая оксид молибдена водородом.

Физические свойства молибдена позволяют использовать его как добавку в процессе производства сплавов с высокой степенью стойкости к воздействию коррозии. Чистый молибден получил очень широкое распространение. С его применением изготавливаются лазерные зеркала, различные термостойкие нагревательные элементы.

Параметры процесса сварки молибдена

При сварке тантала, молибдена, вольфрама и других тугоплавких металлов, прежде всего, учитывается чистота химического состава. Чем чище металл, тем легче соблюсти параметры процесса и получить качественный шов.

Для молибдена и других металлов с высокой температурой плавления существует несколько способов сварки:

1. Дуговая (производится в среде инертного газа при помощи электродов из вольфрама или графита).
2. Контактная.
3. Электронно-лучевая.

Аналогичные технологии применяются, например, в процессе сваривания тантала. Электродами из графита тантал варят в защитной среде тетрахлорметана (четыреххлористого углерода) при напряжении дуги 25-30В.

Перед началом работ необходимо произвести обработку свариваемых поверхностей. Очистка осуществляется травлением. В состав применяемой при травлении горячей смеси входят серная, азотная, плавиковая и хромовая кислоты. Применяется и другой способ очистки — электрополировка.

При сварке металла с температурой выше 300 °С необходимо тщательно контролировать состав и свойства защитной среды:

1. Наличие постоянного тока прямой полярности.
2. Доля кислорода — не более 0,02%.
3. Доля азота — не более 0,05%.

Сварка молибдена и других тугоплавких металлов осложнена тем, что из-за наличия примесей металл становится хрупким. При перегреве происходит изменение структуры кристаллической решетки и рост зернистости. Частично повышается показатель пластичности сварных швов и снижается остаточное напряжение металла при его термической обработке.

При подготовке к проведению работ для получения качественного соединения необходимо произвести обработку стыков с целью зачистки неровностей. Несложные швы с прямыми кромками срезают абразивным камнем.

Более сложная конфигурация кромок молибденовых сплавов предусматривает их вырезку гильотинными ножницами и фрезеровку.

Перед началом сварки для очистки от грязи и шлаковых примесей производится химическое травление поверхностей.

Зачем в стали нужен молибден

Наиболее значимой конструкционной характеристикой тугоплавких металлов является жаропрочность. Как легирующий компонент металл применяется при выплавке особо прочных сталей с высокой степенью вязкости, что очень важно при сварке. Хромомолибденовые стали изготавливают с применением легирующей добавки в виде молибденового порошка, спрессованного в штабики.

Высоколегированная хромомолибденовая сталь сварке лучше всего поддаётся при использовании защитных сред из летучих газов. Заготовки свариваются молибденовыми или вольфрамовыми электродами с применением сварочной проволоки, обработанной хромом, ванадием или никелем. Два основных режима сварки:

• Толщина шва до 3,5 мм — 3 мм вольфрамовым электродом. Ток — постоянный, прямой полярности.
• Толщина шва свыше 3 мм — 1-1,2 мм плавящимся электродом. Ток — постоянный, обратной полярности.

Применяется также метод сваривания сложных швов внахлёст. Полученные швы называются пробочными. Для контроля качества сварных швов применяются ультразвуковой метод неразрушающего контроля. Для корректировки физико-химических параметров процесса сварки применяется также разрушающий контроль — механические и металлографические исследования.

Интересное видео

Источник: https://osvarka.com/svarka-metallov/svarka-molibdena

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Сварка молибдена возможна, но только в атмосфере инертных газов. �з распространенных методов сварки наилучшие результаты пока дает аргоно-дуговая сварка.

Однако основной металл вблизи шва обладает повышенной хрупкостью. Хорошее качество скрепления деталей из молибдена достигается заклепочными соединениями.

 [2]

Сварка молибдена электронным лучом возможна, РЅРѕ применимость этого метода ограничена.  [3]

Сварку молибдена СЃ использованием струйной защиты можно успешно вести СЃ использованием гелия высокой чистоты вольфрамовым Рё плавящимся электродом.  [5]

Сварку молибдена РїСЂРѕРёР·РІРѕРґСЏС‚ лишь РЅР° аппаратах СЃ точной регулировкой режима сварки, так как чрезмерный нагрев вызывает повышенную хрупкость РІ местах соединения. Величину тока Рё длительность сварки подбирают экспериментально. Электр-РѕРґС‹ должны быть чистыми Рё хорошо заточенными.  [6]

Сварку молибдена большей толщины можно вести плавящимся электродом диаметром 1 — 1 2 РёРј РЅР° постоянном токе обратной полярности РЅР° режиме: / 400 — 7 — 500 Рђ; U 32 Р’; РёСЃРІ Р—Рћ-С‚-40 Рј / С‡; vna 600 — i — 900 Рј / С‡, подача гелия через горелку РЅ приставку 140 Р» / РјРёРЅ, СЃ обратной стороны 20 Р» / РјРёРЅ. Электродная проволока предварительно активируется покрытием ее хлористым цезием.  [8]

Большая склонность к образованию при повышенных температурах окислов и нитридов, снижающих пластичность металла, предопределяет выбор метода сварки.

Для образования сварного соединения методом расплавления металла РјРѕРіСѓС‚ быть рекомендованы РґРІР° основных СЃРїРѕСЃРѕР±Р°: сварка электронным лучем РІ глубоком вакууме ( СЃРј. РіР».  [9]

Максимальная температура при сварке молибдена близка к 1400, а у меди и алюминия она соответствует температурам красного и белого каления.

Средняя температура сварки деталей РёР· алюминия близка Рє 300 — 350 РЎ, меди Рє 400 — 450 РЎ Рё титана Рє 500 — 600 РЎ. Свинец сваривается этим СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј плохо.

 [11]

Патентуется метод получения пластичных сварных швов РїСЂРё сварке молибдена, вольфрама Рё РёС… сплавов.  [12]

Растворимые РІ РІРѕРґРµ кристаллы; применяег-СЃСЏ РІ Р±РёРѕС…РёРјРёРё, как флюс РїСЂРё сварке молибдена, РІ производстве фосфоров, как электроли ] РІ топ) Рќ1вных) лементах.  [13]

Вследствие большой чувствительности молибдена Рє окружающей атмосфере РїСЂРё сварке, Р° также чрезвычайной склонности его Рє росту зерна РїСЂРё нагреве, для сварки молибдена следует рекомендовать защитные инертные газы, аргон или гелий, чистотой 99 98 % Рё источник нагрева СЃ высокой концентрацией тепла. Этим условиям РІ большей степени удовлетворяет автоматическая сварка вольфрамовым электродом постоянным током РїСЂСЏРјРѕР№ полярности РІ камерах СЃ контролируемой атмосферой.  [14]

При сварке молибдена и его сплавов мало растворимые в металле кислород и углерод создают легкоплавкие эвтектики.

 [15]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id410191p1.html

Сварка алюминия, меди, титана и молибдена

Сварка алюминия и меди процесс сложный, так как здесь стоит отметить не только различные физико-химические свойства, также обязательно стоит учесть образование интерметаллидной фазы, которая очень хрупка. Сварка этих металлов обычно осуществляется с помощью вольфрамового электрода с применением флюса и аргона. Чтобы процесс сварки улучшился, необходимо обработать медь после очистки, например можно нанести слой покрытия, который позволит активировать более тугоплавкий металл, соответственно улучшится скрепление поверхностей. Обычно при сварке меди и алюминия на границе сварочного шва образуются интерметаллиды, появляются они со стороны меди, тогда как алюминий со своей стороны образует твердый раствор. Из-за данных образований прочность сварочного шва значительно ухудшается, однако все зависит от толщины данных слоев, чем меньше слои, тем лучше для прочности. Чтобы улучшить ситуацию с образованием ненужных слоев на меди делают скос под 45 градусов, что позволяет слегка улучшить ситуацию.

Сварка алюминия с титаном также использует аргонодуговую сварку с вольфрамовыми электродами.

Перед началом сварочного процесса титан очищается от различных загрязнений и верхних слоев образований, также проводится алитирование в алюминии при температуре более 800 градусов в течение трех минут.

Благодаря такой обработке соединение между алюминием и титаном будет происходить при сварке намного быстрее, а хрупкие интерметаллиды не успеют образоваться, то есть шов получится весьма прочным.

Сварка меди и титана очень сложна, сложность заключается в том, что здесь слишком сильное различие между составляющими металлов. Сложность дополняется также наличием хрупких интерметаллидов, которые образуются при сварочном процессе.

Чтобы сварка проходила наиболее успешно в данном случае, желательно использовать промежуточные вставки из специального сплава титана, которые легированы при помощи молибдена, ниобия или титана.

Такие вставки в значительной степени влияют на понижение температуры составов, и сплав получается более однородным.

А вот если вам необходимо проведение строительных работ с использованием молибдена, то купить молибден можно  “Электровек — Сталь”. Ведь указанная компания занимается металлопрокатом по всей России и Украине, и такую продукцию отличает высокое качество, можете быть в этом уверены.

Сварка молибдена, ниобия и тантала с цветными металлами очень схожа с процессом сварки меди и титана. При сварочном процессе здесь также используются промежуточные вставки. Стоит отметить, что тантал и ниобий мало чем отличаются по своим свойствам от титана.

ООО «Электровек-сталь»
+7(495)639-93-00 Москва
+38(056)790-91-90 Днепропетровск

www.evek.org

Источник: http://mastrerkon.ru/svarka-alyuminiya-medi-titana-i-molibdena/

Сварка молибдена и тантала: особенности, технология, электроды, техника процесса

Когда заходит речь о сварочных работах, в основном упоминаются названия сталей, чугуна или цветных металлов. Но развитие новых отраслей техники требует от производства внедрения тугоплавких металлов, каковыми являются молибден и тантал.

Они выделяются среди материалов повышенной температурой плавления, превышающей 2 500° C. Однако их использование так же оправдывается стойкостью к коррозии, устойчивостью агрессивным средам.

Однако детали и конструкции, сделанные из таких жаропрочных материалов, иногда выходят из строя, что требует их соединения свариванием.

Молибден

Представляется тугоплавким жаропрочным переходным металлом светло-серого цвета. Атомные решетки элемента походят на объемные кубы, не меняющиеся до параметров температуры их плавления — 2 623° C.

Устойчив к воздействию кислоты, щелочи, металлических расплавов.

Используется при легировании сталей, как жаропрочная и коррозионностойкая добавка, молибденовая лента используется в оборудовании высокотемпературных печей, камерах сгорания и турбокомпрессорах.

Сварка

Соединение элементов из молибдена предполагает использование профессионального сварочного агрегата, гибкую регулировку силы тока. Правильная ее настройка облегчит сварочный процесс и не вызывает разрушение соединительных участков.

Воздействие термической обработки активирует защиту материала в форме появления крупнозернистых волокон на участке сварочного валика. Под давлением величины тока металл делается более плотным вследствие наслаивания примесей молибдена.

Подготовка деталей к спайке требует предварительной подготовки:

1. Кромки, свариваемая область вокруг них тщательно зачищается, обезжиривается химическими реагентами — фосфорной, серной кислотой, разбавленной водой в пропорции 1:1. Последнее действие осуществляется несколько раз до полного уничтожения оксидной пленки, следов масла и жира.
2. Стыки затираются наждачной бумагой до блеска.
3. Подготовительные работы оканчиваются при получении минимальных сколов и кромочного смещения.
4. На инверторе выставляется температура плавления металла.

Улучшит свариваемость молибдена с танталом используемая прокладка из металла мелкозернистой структуры. Операция проводится контактным либо дуговым способом вольфрамовыми или тефлоновыми электродами.

Защитной газовой средой практикуются гелиевая или аргоновая смесь, иногда с использованием твердого и мягкого припоя — серебряного и медного.

Получить прочный шов также поможет сварочная проволока, предварительно обработанная никелем, хромом либо ванадием. Флюсы при работе с молибденом не применяются. Процесс необходимо проводить с использованием постоянного тока и прямой полярности.

Тантал

Тяжелый жаропрочный тугоплавкий редкоземельный металл серебристо-белого цвета с большой пластичностью. Если температура плавления выражается 3 017° C, то предел хрупкости наступает при -200°.

Используется добавкой для повышения прочности металлов, изготовления промышленных образцов, электротехнике, ядерной энергетике и ювелирных украшениях.

Сварка

Операции с танталом схожи на сварку молибдена, их объединяет одно свойство — высокая температура плавления. При сварке так же используются вольфрамовые либо угольные стержни диаметром 1,0-1,5 мм.

Сила постоянного тока колеблется от 20 до 40 A, прямой полярности, напряжение разряда — 30 В.

Тантал усиленно поглощает газы при термической обработки, поэтому операцию следует проводить в вакууме или регулируемой защитной аргоновой или гелиевой среде —экранировании.

Для избегания потерь металла, операцию рекомендуется вести в герметизированной камере, предварительно наполненной инертным газом.

Припоями могут служить титан, молибден или ниобий, с которыми металл образует высокопрочные пластичные соединения.  Листы тоньше 0,5 мм соединяются контактным способом. Последний можно проводить как на воздухе, так и под водой.

Подготовка к пайке начинается очищением кромок, свариваемой области серной кислотой без доступа кислорода. Стыки деталей рекомендуется покрыть слоем серебра, никеля или платины для улучшения сварочного процесса.

Сварка в регулируемой защитной атмосфере должна обеспечиваться постоянной продувкой газа в изготовленной из полиэтилена и клейкой ленты камере.

Проходящий аргон перемешивает воздух в области сварочной зоны, чем достигается качественное соединение. Газ пропускается до полного охлаждения полученного валика.

Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-molibdena-i-tantala

Сварка молибдена

Сварные соединения молибдена и его сплавов, полученные методами сварки плавлением, обладают пониженной пластичностью при испытании на загиб при комнатной температуре , что объясняется высокой температурой перехода из пластичного в хрупкое состояние этого металлав литом и рекристаллизованном состояниях (около 150-200 °C при статическом испытании на загиб). Введение в молибден до 50% ренияприводит к значительному улучшению свариваемости сплава. Угол загиба сварных образцов толщиной 1 мм после агроно-дуговой или электроннолучевой сварки стабильно составляет 150°, при этом прочность близка к прочности основного металла, что допускает холодную прокатку при степени обжатия 70% (за три прохода) без образования трещин. Использование рения и сплава молибдена в качестве присадочного материала (проволока или вставка в виде фольги) при сварке молибденовых сплавов также позволяет значительно повысить пластичность их сварных швов.

Получение достаточно технологичных сплавов молибдена возможно лишь при наличии в нем малых количеств легирующих элементов, порядка десятых долей процента (исключение состовляет рений), а содержание кислорода не должно превышать тысячных долей процента. Положительное влияние малых добавок бора на прокаливаемость сталей было известно давно.

Однако, несмотря на значительное число работ в этой области, нет еще систематических исследований, позволяющих достаточно четко объяснить его влияние. В углеродистых сталях наиболее эффективное влияние бора отмечено при содержании углерода 0,15-0,20%.

По сравнению с нелегированным молибденом сварной шов и зона термического влияния бора на сплав имели более мелкозернистую структуру и высокую пластичность. Влияние бора на свойства литого молибдена изучали во многих работах по всему миру.

На кривой зависимости относительной осадки цилиндрических образцов диаметром 15 мм от содержания бора наблюдается четкий максимум пластичности при 0,15-0,25%. В сплавах подобного состава протекает однородная пластическая деформация.

Линии скольжения возникают одновременно, как правило, во многих микрообъемах у выделившихся частиц, расположенных в пограничных зонах или внутри кристаллитов. Линии скольжения, возникшие во внутренних объемах кристаллитов, достигают границ и в отличие от чистого молибдена могут переходить в смежные кристаллиты, не вызывая межкристаллического разрушения.

Наблюдалось также различие в кинетике развития трещин при осадке литых сплавов; в нелегированном молибдене зарождение трещины мгновенно приводит к межкристаллитному разрушению образца, тогда как в двухфазных сплавах оптимального состава появившаяся трещина развивается очень медленно.

С увеличением степени деформации в молибдене возникает ряд трещин, что, однако, не приводит к полному разрушению образцов до степени деформации 80%, а иногда и выше. Начальная микротрещина возникает в результате хрупкого разрушения частицы второй фазы или отрыва по межфазной границе. Пластичность сплавов оптимального состава в значительной степени зависит от дисперсности и равномерности распределения второй фазы (крупные выделения более склонны к хрупкому разрушению). Наилучшая пластичность наблюдается у сплавов молибдена оптимального состава с равномерным распределением высокодисперсной второй фазы.

Молибденовые электрические нагреватели для атомного реактора были изготовлены при помощи электроннолучевой сварки. Нагреватель состоял из 36 трубок диаметром 17мм., расположенных по периметру трубной доски в виде круга.

Для сварки был разработан кантователь, обеспечивающий вращение каждой трубки под электронным лучом. Перемещение электронной пушки от одного соединения к другому осуществлялось дистанционно. При сварке трубок с трубной доской с обратной стороны нагревателя наблюдение проводили с помощью зеркал.

в сварных соединениях образуются трещиныи сами соединения весьма хрупкие. Для повышения качества нахлесточных соединений молибденовых сплавов расплавлению подвергают только легкоплавкие компоненты соединения, при этом используют промежуточную вставку из третьего металла, например меди или никеля.

Несмотря на отсутствие взаимной растворимости молибдена и меди, между ними также можно получить сварное соединение, по прочности равное меди, если оплавлять медь на молибден.

Перейдя по ссылкам ниже вы сможете купить молибден по привлекательным ценам.

1. Мы предлагаем следующую продукцию из молибдена: молибденовый круг, молибденовый  лист, молибденовую проволоку, молибденовый штабик.

Источник: https://www.ural-metall.com/molybden-svarka

Технология пайки тантала

Тантал среди других металлов выделяется исключительной химической стойкостью в сильных кислотах, в расплавах щелочных металлов и рядом других свойств. Он имеет температуру плавления 2996° С и плотность 16,6 г/см3 и в отличие от вольфрама и молибдена обладает пластичностью.

Тантал промышленной чистоты в отожженном состоянии при комнатной температуре имеет предел прочности σв= 42 кгс/мм2 относительное удлинение δ=25%, а при 980°С σв = 14 кгс/мм2. Температура пластично-хрупкого перехода тантала лежит ниже -196°С.

Кроме чистого тантала в промышленности применяют сплавы тантала с вольфрамом, ниобием, молибденом, гафнием. Сплавы тантала достаточно пластичны. Относительное удлинение равно 25 — 30% и зависит от способа выплавки.

Тантал и его сплавы используют в электротехнике и для нагревателей в вакуумных печах. Известно также применение чистого тантала и его сплавов с ниобием в химическом аппаратостроении.

При нагреве на воздухе тантал, так же как ниобий, начиная с 200-300°С заметно окисляется. Наряду с окислением происходит диффузия газов в металл, и непосредственно под окисной пленкой образуется газонасыщенный слой, толщина которого зависит от температуры и времени нагрева.

Тантал интенсивно поглощает газы при нагревании, поэтому при пайке тантала предпочтителен вакуум не ниже 10-4 мм рт. ст.

В качестве припоев для пайки тантала целесообразно использовать прежде всего такие металлы как титан, ванадий, ниобий и молибден, которые образуют с танталом непрерывный ряд твердых растворов, что позволяет получать высокопрочные и пластичные паяные соединения.

Имеются сведения об успешном применении сплавов из указанных металлов, например припой, содержащий 85% Ti и 15% Мо, дает возможность производить пайку при 1850°С.

Для диффузионной пайки сплава тантала с 1% W в качестве припоя применяют чистый титан. Припой в виде фольги укладывают в места соединений. Пайку производят в печи при разрежении 10-4 — 10-5 мм рт. ст., температура пайки 1760°С, выдержка 10 мин.

Пайку выполняют при температуре 2205°С с выдержкой 1 мин. Ввиду того, что тантал трудно поддается пайке, его поверхность перед пайкой рекомендуется покрывать никелем или платиной. Пайку покрытых изделий можно вести с применением флюсов, в среде инертных газов или вакууме.

Источник: http://www.prosvarky.ru/brazing/process/23.html

Технология сварки молибдена и его сплавов

Перед сваркой кромки деталей из молибдена подвергают травлению в растворе фосфорной и азотной кислот (1 : 1), разбавленном водой до плотности 1,37—1,38. Молибденовые сплавы, свариваемые плавлением, должны содержать кислорода не более 0,001% по массе.

При сварке плавлением технического молибдена сварные швы имеют крупнокристаллическое строение, что обусловливает их хрупкость.

Склонность сварных швов молибдена к хрупкому межкристаллитному разрушению при нормальных температурах может быть существенно уменьшена путем легирования их определенными элементами в количествах, достаточных для создания пересыщенного твердого раствора при высоких температурах и выделения второй мелкодисперсной фазы в процессе кристаллизации сварного шва.

Поэтому для сварных изделий применяют только низколегированные сплавы на основе молибдена с добавками элементов, раскисляющих и модифицирующих металл (углерода, циркония, титана, ванадия, ниобия и др.).

Прочность сварных швов молибдена, как правило, ниже прочности основного металла. Повышение прочности и пластичности металла шва достигается применением легированной присадки, например, из сплава 50% Мо — 50% Re.

Пластичность сварных соединений из известных молибденовых сплавов при нормальной температуре невелика. Так, например, угол изгиба соединения из сплава ВМ1 толщиной 1 мм не превышает 60°. При повышении температуры пластичность соединений возрастает.

Весьма сложной задачей является получение достаточно пластичных соединений при сварке плавлением молибденовых сплавов с критической температурой перехода швов в хрупкое состояние, близкой к такому же показателю для основного металла.

СВАРКА ЦИРКОНИЯ

Цирконий по свариваемости близок к титану. Поэтому для него применимы та же техника сварки и практически те же режимы, что и для титана. Перед сваркой кромки деталей подвергают травлению в растворе, состоящем из 45% HNO3, 10% HF и 45% Н2О.

Таблица 2 Размеры структурных участков соединения из молибдена толщиной 3 мм, сваренного разными способами

Прочность соединений из технического нелегированного циркония близка к таким же свойствам основного металла. Однако пластические свойства швов на цирконии и особенно его сплавах, выполненных автоматической дуговой сваркой в среде инертного газа без присадки, заметно снижаются по сравнению с пластичностью металла.

СВАРКА НИОБИЯ

Техника сварки металла ниобия предполагает максимальное исключение из его состава вредных соединений, в частности образований газа. Например, сплав ВН-2АЭ получают с помощью электроннолучевого метода. Он состоит из: ниобия — Nb; 3,5-4,7 % — Мо; 0,5-0,9 % — Zr.

• Допустимое содержание примеси в сплаве, которая измеряется в % по массе: 0,02О2, 0,005H2 и 0,03N2.
• Процедуру травления кромки нужно проводить таким раствором:
• HF — 22 %; HNO3 — 8 %; H2SO4— 15 %; Н2О — 55 %.
• СВАРКА ВОЛЬФРАМА И ХРОМА

При сваривании этого металла в пределах нормальной температуры получают хрупкие швы, в которых могут образовываться трещины. Устранить этот недостаток можно путем подогрева до температуры 500° С и больше основного металла. При этом проводить сваривание нужно без жестких закреплений.

Пластика таких швов повышается с помощью термообработки: нагревание до 1800° С, часовой выдержкой и охлаждением в печи. Хромовые швы с нормальной температурой сварки имеют низкую пластичность. Технический хром с толщиной от 1 до 2 мм по прочности достигает отметки в 30 кгс/мм2. Это на 10 кгс/мм2 меньше прочности основного металла.

При этом величина относительного удлинения равна 7 %.

Для сваривания хрома камеру нужно разрядить, то есть давление должно находиться в пределах (6-8)*10-6 мм рт. ст.. Особенно это касается электроннолучевого метода сварки.



Источник: https://infopedia.su/20xa34.html