Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg
Отмечено, что несмотря на большое количество проведенных исследований по пайке титана алюминиевыми припоями, в настоящее время на территории Восточной Европы, и особенно в Украине, пайка титана припоями на основе системы Al–Mg не получила распространения. Однако на сегодня в мире увеличивается кол...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102226 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg / В.В. Воронов // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 57-59. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-102226 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1022262016-06-12T03:02:17Z Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg Воронов, В.В. Краткие сообщения Отмечено, что несмотря на большое количество проведенных исследований по пайке титана алюминиевыми припоями, в настоящее время на территории Восточной Европы, и особенно в Украине, пайка титана припоями на основе системы Al–Mg не получила распространения. Однако на сегодня в мире увеличивается количество публикаций, освещающих разработки новых алюминиевых припоев для пайки титановых сплавов, что свидетельствует о потребности промышленности в коммерческих среднеплавких припоях для пайки титана и его сплавов. Целью проведенных исследований являлась разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg. Представлены результаты исследований по пайке образцов из титанового сплава ВТ1-0 алюминиевыми припоями, выполненных с помощью радиационного нагрева в вакууме. Изучена структурная и химическая неоднородность паяных соединений. Установлено, что для получения качественных паяных соединений титановых сплавов приемлемо использование алюминиевых припоев на основе системы Al–Mg. При пайке макетов секций титановых пластинчато-ребристых теплообменников припоем АМг6 получены плотные бездефектные соединения, прочность которых вполне достаточна для изделий такого типа. Приемлемо использование также припоя TiBrazeAl-665. Библиогр. 4, рис. 3. 2013 Article Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg / В.В. Воронов // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 57-59. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102226 621.791.3 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Воронов, В.В. Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg Автоматическая сварка |
| description |
Отмечено, что несмотря на большое количество проведенных исследований по пайке титана алюминиевыми
припоями, в настоящее время на территории Восточной Европы, и особенно в Украине, пайка титана припоями
на основе системы Al–Mg не получила распространения. Однако на сегодня в мире увеличивается количество
публикаций, освещающих разработки новых алюминиевых припоев для пайки титановых сплавов, что свидетельствует о потребности промышленности в коммерческих среднеплавких припоях для пайки титана и его
сплавов. Целью проведенных исследований являлась разработка технологии пайки титановых сплавов припоями
на основе системы Al–Mg. Представлены результаты исследований по пайке образцов из титанового сплава
ВТ1-0 алюминиевыми припоями, выполненных с помощью радиационного нагрева в вакууме. Изучена структурная
и химическая неоднородность паяных соединений. Установлено, что для получения качественных паяных соединений титановых сплавов приемлемо использование алюминиевых припоев на основе системы Al–Mg. При
пайке макетов секций титановых пластинчато-ребристых теплообменников припоем АМг6 получены плотные
бездефектные соединения, прочность которых вполне достаточна для изделий такого типа. Приемлемо использование также припоя TiBrazeAl-665. Библиогр. 4, рис. 3. |
| format |
Article |
| author |
Воронов, В.В. |
| author_facet |
Воронов, В.В. |
| author_sort |
Воронов, В.В. |
| title |
Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg |
| title_short |
Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg |
| title_full |
Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg |
| title_fullStr |
Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg |
| title_full_unstemmed |
Разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы Al–Mg |
| title_sort |
разработка технологии пайки титановых сплавов припоями на основе системы al–mg |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102226 |
| citation_txt |
Разработка технологии пайки титановых сплавов
припоями на основе системы Al–Mg / В.В. Воронов // Автоматическая сварка. — 2013. — № 02 (718). — С. 57-59. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT voronovvv razrabotkatehnologiipajkititanovyhsplavovpripoâminaosnovesistemyalmg |
| first_indexed |
2025-07-07T12:00:58Z |
| last_indexed |
2025-07-07T12:00:58Z |
| _version_ |
1836989450562830336 |
| fulltext |
УДК 621.791.3
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
ПРИПОЯМИ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Al–Mg
В. В. ВОРОНОВ
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ.
03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11, E-mail: office@paton.kiev.ua
Отмечено, что несмотря на большое количество проведенных исследований по пайке титана алюминиевыми
припоями, в настоящее время на территории Восточной Европы, и особенно в Украине, пайка титана припоями
на основе системы Al–Mg не получила распространения. Однако на сегодня в мире увеличивается количество
публикаций, освещающих разработки новых алюминиевых припоев для пайки титановых сплавов, что свиде-
тельствует о потребности промышленности в коммерческих среднеплавких припоях для пайки титана и его
сплавов. Целью проведенных исследований являлась разработка технологии пайки титановых сплавов припоями
на основе системы Al–Mg. Представлены результаты исследований по пайке образцов из титанового сплава
ВТ1-0 алюминиевыми припоями, выполненных с помощью радиационного нагрева в вакууме. Изучена структурная
и химическая неоднородность паяных соединений. Установлено, что для получения качественных паяных сое-
динений титановых сплавов приемлемо использование алюминиевых припоев на основе системы Al–Mg. При
пайке макетов секций титановых пластинчато-ребристых теплообменников припоем АМг6 получены плотные
бездефектные соединения, прочность которых вполне достаточна для изделий такого типа. Приемлемо исполь-
зование также припоя TiBrazeAl-665. Библиогр. 4, рис. 3.
К л ю ч е в ы е с л о в а : пайка, припои, титановые сплавы, алюминиевые сплавы, пластинчато-ребристые тепло-
обменники, сотовые конструкции, микроструктура, механические свойства
При изготовлении теплообменных аппаратов, со-
товых конструкций и других сложных изделий
машиностроения применение легких сплавов на
основе титана и алюминия обеспечивает макси-
мальное уменьшение их массы и повышение
прочности, коррозионной стойкости и других эк-
сплуатационных показателей. Наиболее перспек-
тивным способом изготовления таких конструк-
ций является пайка.
Пайка пластинчато-ребристых теплообменни-
ков — сложный технологический процесс, свя-
занный с одновременным получением швов боль-
шой протяженности (в теплообменниках могут
быть сотни и даже тысячи метров паяных швов),
а также невозможностью исправления образую-
щихся внутри конструкции дефектов. Таким об-
разом, учитывая отмеченное выше, а также вы-
сокую активность титана при повышенных тем-
пературах, при изготовлении теплообменников из
титановых сплавов наиболее перспективной яв-
ляется вакуумная пайка [1, 2].
Состав припоя играет важную роль в процессе
пайки пластинчато-ребристых теплообменников.
Эрозионная активность припоя должна быть ми-
нимальной, поскольку теплообменники изготав-
ливают из тонколистовых элементов. К тому же
температура и время пайки теплообменников дол-
жны быть таковы, чтобы не допустить нежела-
тельных изменений в структуре и свойствах ос-
новного металла [1–3]. Выбор алюминиевых при-
поев обусловлен их относительно низкой
стоимостью, хорошим смачиванием и растекани-
ем этих припоев по титановой подложке [3, 4]
при сравнительно низкой температуре, а также
низким уровнем эрозии основного металла при
пайке.
Несмотря на большое количество проведенных
экспериментальных исследований по пайке тита-
на алюминиевыми припоями, в настоящее время
на территории Восточной Европы, и особенно в
Украине, пайка титана припоями такого вида не
получила распространения. Однако на сегодня в
мире увеличивается количество публикаций, ос-
вещающих разработки новых алюминиевых при-
поев для пайки титановых сплавов, что свиде-
тельствует о потребности промышленности в ком-
мерческих среднеплавких припоях для пайки
титана и его сплавов.
Цель проведенных экспериментальных иссле-
дований — разработка технологии пайки титано-
вых сплавов припоями на основе системы Al–Mg.
В качестве материала для изготовления элементов
пластинчато-ребристого теплообменника был
выбран сплав ВТ1-0 — практически нелегирован-
ный сплав на основе титана, обладающий хоро-
шей для титановых сплавов теплопроводностью.
В качестве припоев были выбраны — алюмини-
евый сплав АМг6 (Al–6Mg–0,6Mn–0,4Si–0,4Fe–
0,1Ti) и современный промышленный припой
TiBrazeAl-665 (Al–2,5Mg–0,2Si–0,4Fe–0,2Cr). Эк-
сперименты по пайке были проведены в вакуум-
ной печи СГВ 2,4-2/15-И3, в вакууме 5⋅10–5 мм
рт.ст. Для дополнительной доочистки паяльной
© В. В. Воронов, 2013
2/2013 57
атмосферы пайку проводили в титановом контей-
нере с геттером.
Металлографические исследования паяных сое-
динений, выполненных алюминиевыми припоями
с магнием (рис. 1), показали наличие сплошной ин-
терметаллидной прослойки на границе «припой–ос-
новной металл». Химический состав прослойки
(мас. %) изменяется от 49,53Al–48,81Ti–1,06Si–
0,6Mn в галтельном участке до 76,16Al–21,73Ti–
0,79Mg–0,87Si–0,45Mn в середине шва. В первом
случае это приблизительно соответствует составу
интерметаллидного соединения TiAl2, а во втором
случае — TiAl3. Низкое содержание магния в па-
яном шве (≈ 1,2 мас. %) объясняется испарением
магния из металла шва в процессе нагрева и плав-
ления припоя в вакууме, благодаря чему и про-
исходит разрушение пленки оксида алюминия на
поверхности припоя.
Прочность соединений, выполненных с помо-
щью припоя с магнием TiBrazеAl–665 и сплава
АМг6, практически одинакова и составляет
82…83 МПа. Полученная прочность паяных сое-
динений является приемлемой при пайке сотовых,
пластинчато-ребристых конструкций и пайке лис-
товых изделий с большой площадью контакта.
Проведенные эксперименты по пайке секций
пластинчато-ребристого теплообменника алюми-
ниевым сплавом АМг6 показали, что паяные швы
плотные, дефекты в швах отсутствуют (рис. 2, а).
Проведенный анализ микроструктуры паяных со-
единений показал, что толщина интерметаллид-
Рис. 1. Микроструктуры галтельного участка (а) и середины шва (б) паяного соединения титанового сплава ВТ1-0, выполнен-
ного припоем с магнием (АМг6) (Tп = 685 °С; вакуум 5⋅10–5 мм рт. ст, t = 3 мин)
Рис. 2. Фрагмент высокоэффективного пластинчато-ребрис-
того теплообменника (сплав ВТ1-0), полученный с помощью
припоя АМг6 (а), и микроструктура (×100) участка соеди-
нения (б) (вакуум 5⋅10–5 мм рт. ст., контейнер с геттером, Tп =
= 680 °С, t = 3 мин)
Рис. 3. Микроструктура участка соединения (а) и распреде-
ление в нем магния (б), алюминия (в), железа (г) в паяном
соединении титанового сплава ВТ1-0, выполненного припоем
АМг6 (Tп = 685 °С, вакуум 5⋅10–5 мм рт. ст, t = 3 мин)
58 2/2013
ной прослойки максимальна в районе галтелей
соединения и не превышает 20 мкм, эрозия ос-
новного металла практически отсутствует (см.
рис. 2, б, рис. 3, а, в).
Средняя часть шва представляет собой твер-
дый раствор магния в алюминии (содержание маг-
ния до 1,2 мас. %). Светлая прослойка по оси
шва образована фазой, обогащенной железом (до
8,66 мас. %).
Выводы
1. Анализ полученных результатов показывает,
что для получения качественных паяных соеди-
нений титановых сплавов приемлемо использова-
ние алюминиевых припоев на основе системы Al–
Mg (АМг6, TiBrazeAl-665).
2. При пайке макетов секций титановых плас-
тинчато-ребристых теплообменников припоем
АМг6 (Tп = 680 °С, t = 3 мин) удалось получить
плотные бездефектные соединения, прочность ко-
торых вполне достаточна для изделий такого типа.
1. Лашко Н. Ф., Лашко С. В. Пайка металлов. — М.: Маши-
ностроение, 1977. — 328 с.
2. Shapiro A. E., Flom Y. A. Brazing of titanium at temperatures
below 800°С: review and prospective applications. —
http://www.titanium-brazing.com/publications/ DVS-Manus-
cript_1020-Copy2-19-07.pdf.
3. Kimbal C. E. Acoustic structures in producing titanium hone-
ycomb acoustic cylinders // Welding J. — 1980. — 59, № 10.
— P. 26–30.
4. Нестеров А. Ф., Долгов Ю. С., Телков А. М. Пайка титано-
вых конструкций алюминиевыми припоями // Припои для
пайки современных материалов. — Киев: ИЭС им. Е. О.
Патона НАН Украины, 1985. — С. 39–45.
Поступила в редакцию 16.11.2012
НОВАЯ КНИГА
Коротков В. А. Поверхностная плазменная закалка. — Нижний Тагил: НТИ
(филиал) УрФУ, 2012. — 64 с.
Среди методов поверхностного упрочнения с помощью концентрированных потоков энергии
закалка плазменной дугой занимает особое место как наиболее простая и технологичная операция.
Несмотря на ряд очевидных преимуществ этого метода, его широкому распространению в про-
мышленности препятствует, в том числе и недостаточное количество специальной литературы мо-
нографического и справочного характера. Рецензируемая книга является монографией и посвящена
этому научно-практическому направлению. Настоятельная необходимость в расширении сферы
применения поверхностного упрочнения, диктуемая требованиями производства, вполне очевидна,
что повышает актуальность издания.
В монографии изложены результаты исследований и производственного опыта, позволившие
решить ряд важных проблем повышения эксплуатационного ресурса изделий и технологического
оборудования на ведущих предприятиях Урала. Приведены новые данные исследования скорости
охлаждения при плазменной закалке, основные результаты по упрочнению промышленных желе-
зоуглеродистых сплавов. Показано, что при поверхностной обработке плазменной дугой низкоуг-
леродистых сталей, обычно не подвергающихся объемной закалке, в их структуре могут образо-
вываться участки мартенсита с высокой твердостью, что позволяет упрочнять ряд корпусных деталей
оборудования. Углеродистые и легированные стали под воздействием плазменной дуги могут су-
щественно увеличивать твердость и износостойкость поверхности, продлевая эксплуатационный
ресурс изготовленных из них деталей. Для упрочнения штампового инструмента и деталей вагонной
тележки рекомендована плазменная поверхностная закалка чугуна.
Большое место уделено обобщению опыта промышленного применения оборудования для руч-
ной плазменной закалки широкой гаммы деталей машин (зубчатые и шлицевые соединения, валы,
ролики, барабаны, шкивы, направляющие и т. п.) и технологического оборудования на различных
предприятиях. Рекомендованные режимы и технологические приемы упрочнения могут быть
использованы для различных деталей аналогичного назначения.
Заключительный раздел книги посвящен методикам расчета экономической эффективности плаз-
менной закалки, где даны систематические рекомендации по учету возможных статей экономии.
Подытоживая, следует отметить, что несомненным достоинством книги являются ее последо-
вательная практическая направленность и информационная насыщенность экспериментально обос-
нованными научно-технологическими рекомендациями, пригодными для производственного уп-
рочнения типовых изделий машиностроения.
Книга может быть полезна широкому кругу инженерно-технических работников предприятий,
студентам и аспирантам металлургических и машиностроительных специальностей.
www.kompozit.r
2/2013 59
|