Особенности создания соединений на основе химически активных тугоплавких металлов

На фоне развития новых сфер промышленности для решения их задач используют особые металлы и сплавы, отличающиеся таким свойством как тугоплавкость. Обычно сырьём для них служит цирконий, ниобий, тантал и пр. Среди особенностей данных металлов следует выделить повышенную жаростойкость, устойчивость к коррозии при взаимодействии с агрессивными условиями и иные особенности. Во время сварки, осуществляемой с тугоплавкими металлами, приходится сталкиваться с большими проблемами. Часто они связаны с высокой температурой плавления, аналогичностью по отношению к газам при термообработке, проявлением хрупкости, подверженностью к увеличению зерен при повышении температуры и пр.

Во время сварки молибдена с применением электроннолучевого метода шов получается в несколько раз уже, нежели при использовании дугового метода. Для проведения электроннолучевой сварки используют специальную камеру, в которой создают давление до 10~5—10~4 мм рт. ст. Наибольший интерес представляют системы откачки, у которых имеется безмасляные вакуумные насосы.

Сварка циркония

Если оценивать степень свариваемости циркония, то в этом плане он схож с титаном. В связи с этим в отношении него может использоваться аналогичная техника сварки и режимы, которые предусмотрены для титана. До начала сварочных работ кромки элементов опускают в специальный раствор, имеющий такую структуру: 45% HNO₃, 10% HF и 45% Н₂О.

Следует обратить внимание на то, что соединения, выполненные с применением технического нелегированного циркония, обладают той же прочностью, которая присуща и базовому металлу. Но швы на данном металле, а помимо этого и его сплавах, созданных с применением технологии дуговой сварки при помощи инертного газа без использования присадки, уступают в плане пластичности базовому металлу.

Сварка ниобия

Чтобы добиться необходимой свариваемости, идут на сокращение доли газов, которые содержит металл. До начала сварочных работ кромки держат в особом реактиве, основу которого составляют 22% HF; 8% HNO₃; 15% H₂SO₄; 55% Н₂О.

Технология сварки тантала

До начала сварочных работ проводится обработка кромок металла, для чего применяется травитель, состоящий из 90% HF и 10% HNO₃. Если технический тантал и отдельные его сплавы сваривают с ниобием, ванадием и вольфрамом с применением метода плавления, то в плане пластичности и прочности такие соединения не отличаются от базового металла.

Сварка ванадия

Если рассматривать швы технического ванадия и отдельные его сплавы, то по прочности они схожи с базовым металлом. Последний, а также готовое соединение получают изгиб, угол которого составляет 180 градусов.

Сварка вольфрама

В условиях обычной температуры соединения вольфрама не демонстрируют достаточной прочности и подвержены покрытию трещинами. В связи с этим перед сварочными работами обязательно нужно поднять температуру базового металла до отметки 500 градусов. Во избежание растрескивания желательно, что при сварке элементов они не фиксировались чересчур жестко.