Spawanie łukiem wolframowo-argonowym jest jedną z najczęściej stosowanych metod spawania konstrukcji spawanych z płyt tytanowych i stopów tytanu, które są intensywnie stosowane w powyższych gałęziach przemysłu. Metoda ma duży margines procesu, zdolność adaptacji procesu, doskonałą jakość spoiny i inne cechy, ale ma również niższą gęstość energii łuku, słabą zdolność penetracji, większe ciepło wejściowe spawania, uszkodzenia termiczne materiału, odkształcenie naprężeń spawalniczych i inne wady; szczególnie przy spawaniu płyt tytanowych i płyt ze stopów tytanu, podatnych na porowatość i inne wady, co bezpośrednio wpływa na wykorzystanie wydajności spawanych elementów. Obecnie, w związku z rozwojem nowych samolotów na płytach tytanowych i płytach ze stopów tytanu spawanych elementów konstrukcyjnych, stawiane są coraz wyższe wymagania, istnieje pilna potrzeba opracowania nowego typu nowych, wysokiej jakości, wydajnych metod spawania, aby sprostać zaawansowanym lotnictwu silniki, samoloty, wysokowydajna, wydajna i niezawodna konstrukcja konstrukcyjna zaawansowanej technologii produkcji, długa żywotność i niskie koszty. Technologia spawania łukiem wolframowym z aktywnym topnikiem (A-TIG) ma dostosować się do rozwoju tego wymagania. Technologia ta może nie tylko rozwiązać powyższe braki w konwencjonalnej technologii spawania TIG, ale także w tych samych warunkach procesu może poprawić jakość spawania i żywotność komponentów, technologię spawania TIG wolframem w celu opracowania nowych zastosowań.
1, płyta tytanowa i płyta ze stopu tytanu, proces i funkcje spawania A-TIG
Technologia spawania A-TIG polega na nałożeniu warstwy aktywnego topnika na powierzchnię spawanego przedmiotu przed spawaniem, a następnie wzdłuż warstwy topnika w procesie spawania TIG. W porównaniu z konwencjonalnym procesem spawania TIG, zdolność penetracji łuku spawalniczego blachy tytanowej i blachy ze stopu tytanu A-TIG jest znacznie zwiększona, wprowadzane ciepło, odkształcenia spawalnicze i redukcja naprężeń. Podczas spawania komponentów produktu o tych samych specyfikacjach, w tych samych warunkach prądu spawania, można je zrealizować bez otwierania skosu, spawanie w jednym przejściu lub w taki sposób, że liczba warstw napawanych jest znacznie zmniejszona, poprawiając w ten sposób wydajność spawania i jakość produktu, podwajając redukcja kosztów. Ponadto aktywny topnik może znacznie zmniejszyć defekty porowatości spoiny powstające w procesie spawania łukiem argonowym, bezpośrednio poprawiając w ten sposób właściwości zmęczeniowe złączy spawanych i konstrukcji spawanych. Testy wykazały, że granica zmęczenia złączy doczołowych blachy tytanowej TC4 i płyty ze stopu tytanu A-TIG jest o 16% wyższa niż w przypadku konwencjonalnego spawania TIG i może sięgać 90% materiału podstawowego. Obecnie technologia spawania metodą TIG z aktywnym strumieniem płyt tytanowych i stopów tytanu rozwinęła się w nowy rodzaj zaawansowanej technologii wytwarzania połączeń, aby zapewnić poprawę jakości broni i sprzętu, poprawę wydajności przetwarzania i redukcję kosztów.
2, płyta tytanowa i płyta ze stopu tytanu, technologia spawania A-TIG na podstawie podstawowej zasady
Istnienie cienkiej folii ogranicza przewodzący przekrój łuku, powodując w ten sposób skurcz łuku; po drugie, ponieważ powierzchnia płyty tytanowej i materiału płyty ze stopu tytanu pokryta warstwą aktywnego topnika przed spawaniem, w procesie przewodzenia łuku, tylko łuk nagrzewa pierwszy aktywny topnik i topienie tytanu metalicznego, i realizuje płynny tytan do skutecznie ściśniętej warstwy topnika daleko, aby osiągnąć sukces przewodzenia łuku i stabilnego spalania. Ze względu na dobrą zwilżalność stopionego aktywnego topnika i ciekłego tytanu, warstewka topnika nie jest łatwo wyciskana. Im mniej jest on wyciskany, tym węższy jest szew spawalniczy, tym bardziej skoncentrowany jest strumień ciepła łuku i tym głębsza jest głębokość wtopienia; po trzecie, podczas spawania A-TIG pary molekularne aktywnego topnika przedostają się do atmosfery łuku, zwiększając przewodność cieplną plazmy w kolumnie łuku, co prowadzi do skurczu łuku; po czwarte, ciepło łuku powoduje, że aktywny strumień rozkłada się, jonizuje i przedostaje się do przestrzeni obwodowej łuku, a jony strumienia wychwytują elektrony z przestrzeni obwodowej łuku, tworząc jony ujemne, które zmniejszają napięcie przestrzeń obwodową kolumny łuku, powodując w ten sposób skurcz łuku. Dzieje się tak na skutek synergistycznego działania powyższych aspektów, dzięki czemu w procesie spawania A-TIG następuje znaczne skurczenie łuku spawalniczego, wzrasta gęstość prądu kolumny łuku, co skutkuje wzrostem głębokości wtopienia spawania.
3, status rozwoju technologii zagranicznej
Aktywny topnik został po raz pierwszy opracowany przez ukraiński Instytut Spawalnictwa Barton w latach sześćdziesiątych XX wieku. Jego początkowy rozwój miał na celu dodanie halogenków do strefy spoiny w celu poprawy porowatości płyty tytanowej i płyty ze stopu tytanu podczas spawania metodą TIG. Wyniki badań pokazują, że dodatek halogenków hamuje porowatość spoiny płyty tytanowej i płyty ze stopu tytanu jednocześnie, ale także wpływa na kształt spoiny: w przypadku innych warunków są takie same głębokość wtopienia spoiny ( h) wzrasta, szerokość stopu (b) maleje, a kształt współczynnika spoiny (ψ=b / h) również odpowiednio się zmniejsza. Ponadto dopływ ciepła (q/V) podczas spawania zostaje odpowiednio zmniejszony. Biorąc pod uwagę szereg pozytywnych efektów, jakie wywołał dodatek halogenków, w 1964 roku Instytut Barton opracował pierwszy wieloaktywny topnik, AHT-9A, do spawania blach z tytanu i stopów tytanu. Obecnie jego Proces spawania A-TIG został potwierdzony badaniami i jest stosowany w rosyjskim lotnictwie, kosmonautyce, przemyśle chemicznym, zbiornikach ciśnieniowych, urządzeniach energetycznych, obiektach energetyki jądrowej i innych dziedzinach. Stany Zjednoczone w zakresie spawania łukowego argonem z badaniami nad aktywnym topnikiem są stosunkowo zacofane niż Ukraina. Jednakże w Stanach Zjednoczonych rozwinęło się zastosowanie spawania stali nierdzewnej i stali węglowej metodą TIG z aktywnym topnikiem do budowy kadłubów katamaranów, tankowców, zbiorników reaktorów jądrowych, zbiorników ciśnieniowych itp.; Marynarka Wojenna używa tego topnika do spawania statków i łodzi podwodnych wraz z rurociągami i niektórymi częściami.
