Сварка химически активных тугоплавких металлов (вольфрам, молибден, цирконий, тантал, ниобий и др.)

Эти металлы и их сплавы, обладающие рядом ценных свойств (высокая температура плавления, жаропрочность, коррозионная стойкость в некоторых агрессивных средах), получают все большее распространение при изготовлении деталей и узлов летательных аппаратов.

Сварка тугоплавких активных металлов сопряжена с рядом факторов по следующим причинам.

• 1. Высокая температура плавления. Если железо имеет температуру плавления 1812 К, титан — 1998 К, ниобий 2223 К, то молибден плавится при 2883 К, тантал при 3269 К, а вольфрам — при 3683 К.
• 2. Высокая химическая активность по отношению к кислороду и азоту, которая существенно возрастает с увеличением температуры.

В то же время, даже небольшое содержание примесей, как это очевидно из рис. 4.17, способно отрицательно влиять на пластичность тугоплавких металлов, вызывает их хладноломкость и склонность к горячим трещинам.

3. Чувствительность тугоплавких металлов к нагреву, который снижает механические свойства вследствие собирательной рекристаллизации. Поэтому конструктор должен ориентироваться на такие методы соединения деталей из тугоплавких металлов, которые позволяют выполнять сварку с минимальными значениями погонной энергии.

Учитывая, что сварка тугоплавких химически активных металлов требует хорошей защиты от воздействия атмосферы и применения концентрированного источника нагрева, наиболее рациональными способами их сварки являются: электронно-лучевая, термодиффузионная в вакууме, плазменная и дуговая в камерах с атмосферой аргона или гелия. В некоторых случаях, особенно для металлов малых толщин, применимы лазерная сварка, контактная и сварка трением.

Рис. 4.17. Зависимость температуры перехода литого молибдена в хрупкое состояние от содержания примесей:

1 — кислород; 2 — азот; 3 — углерод.