Аргонодуговую сварку применяют для соединения деталей из титана и его сплавов.
Титан — металл, напоминающий по внешнему виду сталь, обладает также весьма высокой химической активностью, несколько уступая в этом отношении алюминию. Титан имеет температуру плавления 1668° С, а при температуре 882,5° С претерпевает превращение кристаллической структуры. Окись титана — рутил ТiО2 выделяет при образовании 943,9 кДж/моль, или 11800 кДж/кг.
Титан образует устойчивые соединения с азотом, углеродом и водородом, а также реагирует с серой и галогенами.
При обычной температуре титан очень устойчив к воздействию окружающей среды, так как закрыт окисной пленкой.
В таком пассивном состоянии он даже устойчивее, чем коррозионно-стойкая сталь.
При высоких температурах окисный слой перестает защищать титан, и при Т>500° С он начинает активно реагировать с окружающей средой. Титан и его сплавы ОТ4 и ВТ15 можно сваривать только в атмосфере аргона, с которым он реагировать не может.
При аргонодуговой сварке титана необходимо защищать не только сварочную ванну, но и нижнюю поверхность металла и уже готовый шов, пока его температура не понизится до 500° С.
Поэтому сварочные установки для сварки титановых изделий более сложны, так как должны удовлетворять всем этим условиям. На рис. 28 показана схема защиты аргоном при сварке титана или его сплавов.
Рис. 28. Схема процесса автоматической дуговой сварки титанового сплава плавящимся электродом в аргоне.
Для получения качественных сварных соединений из титановых сплавов необходимо особенно тщательно готовить под сварку кромки изделия, удаляя с них все слои (окислы, нитриды и т. д.).
Аргонодуговую сварку можно вести также полуавтоматически, что применяется для выполнения коротких швов или изделий сложной конфигурации. Рабочее место сварщика для полуавтоматической сварки активных металлов показано на рис. 29.
Рис. 29. Рабочее место для полуавтоматической сварки неплавящимся электродом в аргоне.
Для прецизионной сварки ответственных изделий, к которым предъявляются особые требования, используют камеры, заполненные аргоном или гелием после предварительной откачки из них воздуха. Процесс сварки обычно полностью автоматизирован, наблюдение ведется через смотровое стекло или с помощью телевизионной системы.
Аргонодуговой сваркой изготовляют конструкции и узлы из специальных сталей и сплавов. В частности, жаропрочные стали и сплавы с содержанием углерода 0,02% и менее можно сваривать только в среде инертных газов.
Таким образом, несмотря на высокую стоимость инертных газов, они находят большое применение в сварочной технике для сварки высокоактивных или тугоплавких металлов и для получения ответственных сварных конструкций разного назначения.