Основные способы сварки титана - дуговая сварка в среде инертных газов, под флюсом, электрошлаковая и электронным лучом.

Дуговая сварка в среде инертных газов титана и его сплавов может быть осуществлена неплавящимся лантанированным или иттрированным вольфрамовым электродом и плавящимся электродом

Применяют аргон только высшего сорта по ГОСТ 10157-73 или гелий высокой чистоты. Сварку выполняют с использованием удлиненных насадок на сопле (длиной до 500 мм) с подачей газа с обратной стороны через специальные подкладки, а также в камерах с контролируемой атмосферой.

Титан небольшой толщины (до 4 мм) вольфрамовым электродом сваривают на обычных установках для автоматической аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом. Присадочный пруток подают только при толщине металла более 1,5 мм. Возможна также ручная сварка на постоянном токе прямой полярности. Без подачи присадочного прутка прочность соединения равна прочности основного металла. При подаче прутка его нагретая поверхность адсорбирует некоторое количество газов атмосферы, что приводит к снижению пластичности металла шва на 40-50%.

При толщине металла свыше 4 мм применяют разделку кромок V, Х-образную и рюмкообразную. Для увеличения глубины проплавления при сварке вольфрамовым электродом применяют флюсы-пасты типа АН-ТА, которые наносят тонким слоем на поверхность кромок. Они позволяют без разделки кромок сваривать металл толщиной до 12 мм на меньших, чем при обычных способах, сварочных токах. Эта технология снижает деформации сварных конструкций и уменьшает пористость швов, а также способствует частичному рафинированию металла шва.

При сварке погруженной дугой, без разделки кромок также можно соединять металлы повышенной толщины.

При сварке плавящимся электродом за два прохода (с двух сторон) можно сваривать металл без скоса кромок толщиной до 36 мм. В качестве защитного газа используют аргон и гелий (табл. 106). При сварке за два прохода в аргоне швы получаются относительно более узкими (рис. 164, а), а в гелии - более широ-кими (рис. 164, в), что связано с физическими свойствами защитных газов: при сварке в гелии требуется более высокое напряжение дуги. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.

Механические свойства металла сварных швов и прочность соединения в целом зависят от марки титана, марки присадочной проволоки и могут быть доведены до соответствующих показателей основного металла. Для автоматической сварки по этой схеме используют модернизированные автоматы АДС-500 М, АДС-1000-24, для сварки угловых швов - автоматы АСУ-ИМ и полуавтоматы типа ПГТ-2.

При модернизации серийного оборудования (для сварки сталей) внимание уделяется повышению скорости подачи проволоки (вместо обычных 50-600 м/ч ее доводят до 2500-3000 м/ч) и созданию условий для полноценной защиты металла при сварке. Источники питания - с жесткой характеристикой.

С точки зрения уменьшения расхода дефицитных и дорогих материалов и повышения производительности сварки важное значение имеет способ сварки титана по узкому зазору - щелевой разделке, выполняемый неплавящимся вольфрамовым или плавящимся электродом. В первом случае листы собирают с зазором а - 6 ч-12 мм; диаметр вольфрамового электрода d = 3-4 мм; диаметр присадочной проволоки 1,5-2 мм; сила сварочного тока 200-300 А; расход аргона 9-12 л/мин через горелку и 2-3 л/мин с обратной стороны. При полуавтоматической сварке используют проволоку диаметром 1,6-2 мм при том же расходе аргона, силе сварочного тока 360-420 А и напряжении 32-36 В.

При сварке под флюсом и электрошлаковой сварке используют бескислородные флюсы (АН-Т1 и АН-Т2), основные компоненты которых - фториды (GaF2, Na2F) и хлориды (КС1, NaCl). Для уменьшения опасности попадания водорода в металл шва требуется, чтобы содержание влаги во флюсе не превышало 0,05%.

Титан сваривают под флюсом на обычном оборудовании на постоянном токе обратной полярности. Этот способ экономически, эффективен при соединении металла толщиной свыше 6-8 мм, хотя сваривают металл и меньшей толщины. Прочность и пластичность сварных соединений получают не ниже, чем у основного металла. При электрошлаковой сварке для защиты шлаковой ванны и остывающего металла осуществляют поддув аргона через специальные каналы в ползунах из расчета 5-12 л/мин для металла толщиной 30-120 мм.