Процесс сваривания молибдена и тантала - особенности технологии, расходники, нюансы

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.

Защита дуги обеспечивается со всех сторон сварочной зоны, в т. ч. над и под ней. Экранирование создается слабым потоком газа из баллона. Во время термической обработки допускается некоторое изменение цвета тантала до темно-соломенного оттенка.

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.