Проволока титановая

Проволока титановая сварочная — марки, характеристики, применение

Титановая сварочная проволока — присадочный материал для дуговой сварки в среде защитных газов (аргона, гелия). Изготавливается из технически чистого титана или деформируемых титановых сплавов методом волочения. Основной нормативный документ — ГОСТ 27265-87 «Проволока сварочная из титана и титановых сплавов. Технические условия» (действующий, с изменениями № 1, 2, 3).

По ГОСТ 27265-87 проволоку выпускают из титана марки ВТ1-00св и титановых сплавов: ВТ2св, 2В, ПТ-7Мсв, ОТ4св, ОТ4-1св, СПТ-2, ВТ6св, ВТ20-1св, ВТ20-2св, СП15. Каждая марка отличается химическим составом и, как следствие, механическими свойствами сварного шва.

Марки и химический состав титановой проволоки по ГОСТ 27265-87

Химический состав проволоки определяет свойства сварного соединения: прочность, пластичность, коррозионную стойкость, жаропрочность. Основа всех марок — титан. Основные легирующие элементы — алюминий, ванадий, молибден, марганец, цирконий. Составы регламентированы таблицей 3 ГОСТ 27265-87.

Основные компоненты по маркам (%, по массе)

Марка сплава	Al	Mn	Mo	V	Zr
ВТ1-00св	≤ 0,20	—	—	—	—
ВТ2св	2,0–3,0	—	—	—	—
2В	1,5–2,5	—	—	1,0–2,0	—
ПТ-7Мсв	1,8–2,5	—	—	—	2,0–3,0
ОТ4св	3,5–5,0	0,8–2,0	—	—	≤ 0,30
ОТ4-1св	1,5–2,5	0,7–2,0	—	—	≤ 0,30
СПТ-2	3,5–4,5	—	—	2,5–3,5	1,0–2,0
ВТ6св	3,5–4,5	—	—	2,5–3,5	—
ВТ20-1св	2,0–3,0	—	0,5–1,5	0,5–1,5	1,0–2,0
ВТ20-2св	3,5–4,5	—	0,5–1,5	0,5–1,5	1,0–2,0
СП15	3,0–5,5	—	2,0–3,5	2,0–3,5	1,0–2,0

Примечание: в сплаве СП15 дополнительно регламентируется ниобий (2,5–4,5 %) и рений (0,05–0,10 % по требованию потребителя). Алюминий во всех марках является α-стабилизатором и повышает прочность. Ванадий и молибден — β-стабилизаторы, улучшающие технологическую пластичность. Марганец сочетает роль β-стабилизатора с повышением обрабатываемости. Цирконий повышает жаропрочность и коррозионную стойкость.

Классификация марок по назначению

Марка ВТ1-00св — сварочная проволока из технически чистого титана. Обеспечивает максимальную пластичность шва и коррозионную стойкость. Применяется для сварки конструкций из титана марок ВТ1-00 и ВТ1-0, работающих в агрессивных средах.

Марки ОТ4св и ОТ4-1св — проволока системы Ti–Al–Mn. ОТ4св даёт шов повышенной прочности (590–835 МПа), ОТ4-1св — компромисс между прочностью и пластичностью. Обе марки широко применяются для сварки листовых конструкций из титановых сплавов серии ОТ4.

Марки ВТ6св, СПТ-2 — проволока системы Ti–Al–V. Обеспечивает высокую прочность шва (до 865 МПа для ВТ6св, до 845 МПа для СПТ-2). Применяется для сварки среднелегированных титановых сплавов ВТ6, СПТ-2 и близких по составу.

Марки ВТ20-1св и ВТ20-2св — проволока системы Ti–Al–Mo–V–Zr. Предназначена для сварки жаропрочного сплава ВТ20 и его модификаций. ВТ20-2св содержит больше алюминия (3,5–4,5 %) и обеспечивает более прочный шов.

Размеры и диаметры проволоки

Проволока выпускается круглого сечения. Диаметры и допустимые размеры зависят от марки сплава. Общий размерный ряд по ГОСТ 27265-87: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0; 7,0 мм.

Диапазон диаметров по маркам

Марка сплава	Диаметр, мм
ВТ1-00св, ОТ4-1св, ОТ4св	1,0–7,0
2В, ПТ-7Мсв	1,2–7,0
ВТ2св, ВТ6св, СПТ-2	1,6–7,0
ВТ20-1св, ВТ20-2св	0,8–7,0
СП15	2,5–5,0

Механические свойства титановой сварочной проволоки

Механические свойства проволоки в состоянии поставки (после травления и дегазации) регламентированы таблицей 5 ГОСТ 27265-87. Ниже приведены значения временного сопротивления разрыву и относительного удлинения.

Временное сопротивление и удлинение по маркам

Марка сплава	Диаметр, мм	σв, МПа	δ, %, не менее
ВТ1-00св	1,0–7,0	295–470	30,0
ВТ2св	1,6–7,0	460–655	13,0
2В	1,4–7,0	490–635	20,0
ПТ-7Мсв	1,4–7,0	440–635	20,0
ОТ4св	св. 3,0–7,0	590–835	10,5
ОТ4-1св	св. 3,0–7,0	540–785	12,0
СПТ-2	1,6–7,0	645–845	13,0
ВТ6св	1,6–7,0	665–865	12,0
ВТ20-1св	0,8–7,0	590–785	12,0
ВТ20-2св	0,8–7,0	635–835	10,0
СП15	2,5–5,0	≥ 735	10,0

Для тонкой проволоки (диаметр 1,0–1,4 мм) марок ОТ4св и ОТ4-1св допускается снижение относительного удлинения до 7,0–7,5 %. Для проволоки марок 2В и ПТ-7Мсв диаметром 1,2 мм — до 16,0 %.

Состояние поставки и подготовка поверхности

Согласно ГОСТ 27265-87, проволока поставляется в травленом и дегазированном состоянии. Травление удаляет оксидную плёнку и поверхностные загрязнения. Дегазация (вакуумный отжиг) снижает содержание водорода и кислорода — газов, которые уменьшают пластичность сварных соединений и провоцируют образование холодных трещин и пор в шве.

Поверхность проволоки должна быть чистой и светлой, без цветов побежалости, тёмных пятен и непротравов. На поверхности допускаются мелкие надрывы, риски и закаты, глубина которых регламентирована стандартом в зависимости от марки и диаметра.

Формы поставки и упаковка

Проволока поставляется в бухтах массой до 50 кг с наружным диаметром бухты не более 900 мм. Если бухта составлена из нескольких кусков, длина каждого куска — не менее 10 м. Каждая бухта перевязывается мягкой титановой проволокой не менее чем в трёх местах и упаковывается в чистую бумагу или полиэтиленовую плёнку.

Условное обозначение при заказе включает марку сплава, диаметр и ссылку на стандарт. Например: Проволока ОТ4-1св 4,0 ГОСТ 27265-87 — означает сварочную титановую проволоку из сплава ОТ4-1св диаметром 4,0 мм.

Выбор марки проволоки для сварки

Основной принцип — присадочная проволока должна соответствовать свариваемому основному металлу по системе легирования. Для сварки технического титана ВТ1-0, ВТ1-00 применяют проволоку ВТ1-00св. Для сварки конструкций из сплавов ОТ4, ОТ4-1 — проволоку ОТ4св или ОТ4-1св соответственно. Для сварки сплава ВТ6 — проволоку ВТ6св, для ВТ20 — ВТ20-1св или ВТ20-2св.

Содержание водорода в проволоке — критический параметр. По требованию потребителя для марки ВТ1-00св массовая доля водорода может быть ограничена до 0,002 %, в этом случае проволока маркируется как ВТ1-00свС. Для марок 2В и ПТ-7Мсв содержание водорода также нормируется на уровне 0,002 %.

Области применения титановой сварочной проволоки

Титановая сварочная проволока применяется при аргонодуговой сварке (TIG/WIG) титановых конструкций в авиационной, ракетно-космической, судостроительной и химической промышленности. Сварные титановые конструкции эксплуатируются в агрессивных средах — морская вода, кислотные и щелочные растворы, хлорсодержащие среды, где титан проявляет высокую коррозионную стойкость.

Проволока ВТ1-00св также используется при наплавке, при ремонтных работах и для сварки разнородных соединений «титан — титановый сплав». Проволока марок ВТ20-1св и ВТ20-2св востребована в производстве ответственных конструкций, работающих при повышенных температурах (до 350–500 °C).