Изменение структуры и микротвердости неразъемных соединений силовых титановых конструкций из сплава ВТ23, выполненных электронно-лучевой сваркой

Исследование влияния капиллярно-конденсированной влаги, процесса образования сварочной ванны и кристаллизация при электронно-лучевой сварке титановых сплавов на образование специфических дефектов является весьма актуальным. Обзор литературных источников показал, что проблему образования макропор размерами 0,1 мм исследовали многие ученые, но с использованием современных рентгеновских аппаратов при технологическом контроле неразъемных соединений, созданных электронно-лучевой сваркой, вдоль линии сплавления был выявлен специфический дефект — так называемые темные полосы. Представлены результаты сварки на установке 30Е3000 деталей из сплава ВТ23. Проведены анализ результатов радиографического контроля, исследования макро- и микроструктуры и измерения микротвердости по сечению сварного шва в зонах усиления и корня. Сделан вывод о том, какого рода появляется специфический дефект, выдвинута теория о влиянии капиллярной конденсации в виде гидрида титана на возникновение этого дефекта, установлена причина различия микротвердости в зонах усиления и корня сварного шва.

Литература

[1] Гуревич С.М., Замков В.Н., Блащук В.Е. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов. Киев, Наукова Думка, 1986. 240 с.

[2] Муравьёв В.И., Бахматов П.В., Долотов Б.И. Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов. Москва, Эком, 2009. 752 с.

[3] Муравьёв В.И., Бахматов П.В., Дебеляк А.А. Определение возможности расчета остаточных деформаций по тепловым полям при сварке тонких пластин встык. Ученые записки КнАГТУ, 2010, № IV 1(4), с. 68–80.

[4] Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Москва, МИСИС, 2005. 432 с.

[5] Папуша А.Г., Андреев А.Н. Анализ дефектов в сварных соединениях, выполненных электронно-лучевой сваркой. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2017, т. 1, № 13, с. 424–426.

[6] Новокрещенов В.В., Родякина Р.В. Кинетика взаимодействия частиц в канале проплавления при электронно-лучевой сварке. Сварочное производство, 2012, № 12, с. 18–22.

[7] Шевелев А.Д., Замков В.Н., Гуревич С.М. Особенности электронно-лучевой сварки сплава ВТ6 больших толщин. Актуальные проблемы сварки цветных металлов. Сб. докл. 1-й Всесоюзн. конф., Киев, Наукова Думка, 1980, с. 306–310.

[8] Шевелев А.Д., Замков В.Н., Локшин В.Е. Однопроходная электронно-лучевая сварка листов титана больших толщин в нижнем положении. Автоматическая сварка, 1980, № 4, с. 69–70.

[9] Fishgoit A.F., Kolachev B.A., Mamaev A.A., Shtemler Y.M. Diffusion of hydrogen during and after electron beam welding titanium alloys. Welding International, 1993, no. 3, pp. 230–233, doi: 10.1080/09507119309548380

[10] Братухин А.Г., ред. Штамповка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении. Москва, Машиностроение, 1997. 600 с.

[11] Муравьёв В.И., Шаробарин В.Г., Богатов Ю.Д. Оценка качества сварных шпангоутов из сплава ВТ20. Авиационная промышленность, 1986, № 5, с. 75–77.

[12] Долотов Б.И. Сварка погруженным вольфрамовым электродом. Москва, Машиностроение, 2004. 208 с.

[13] Горынин И.В., Чечулин Б.Б. Титан в машиностроении. Москва, Машиностроение, 1990. 400 с.

[14] Долотов Б.И., Муравьёв В.И., Марьин Б.Н., Иванов Ю.Л., Макаров К.А. Перемешивание металла в ванне при сварке погруженным вольфрамовым электродом. Сварочное производство, 1998, № 2, с. 15–16.

[15] Муравьёв В.И., Бахматов П.В., Плетнев Н.О., Дебеляк А.А. Влияние напряженного состояния на структуру и свойства при сварке конструкций из сталей и сплавов. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2016, т. 59, № 4, с. 251–255, doi: 10.17073/0368-0797-2016-4-251-255

[16] Sansonnets L., Haidar J. Lowke J. Prediction of properties of free burning arcs including effects of ambipolar diffusion. Journal of Physics D: Applied Physics, 2000, vol. 33, pp. 148–157, doi: 10.1088/0022-3727/33/2/309

[17] Редчиц В.В., Фролов В.А., Лукин В.И., Казаков В.А. Пористость при сварке цветных металлов. Москва, Издательский центр Технология машиностроения, 2002. 448 с.