Сплав ВТ20-1св

Реализуем титановую проволоку и другой прокат

Сварочная проволока ВТ20-1св — присадочный материал на основе титана, предназначенный для аргонодуговой и плазменной сварки конструкций из титанового сплава ВТ20. Разработана как модификация базового сплава ВТ20 с намеренно сниженным содержанием легирующих элементов: пониженный уровень алюминия и переходных металлов обеспечивает необходимую пластичность наплавленного металла и снижает риск образования горячих трещин в сварном шве.

Химический состав и технические требования к проволоке регламентируются ГОСТ 27265-87 «Проволока сварочная из титана и титановых сплавов. Технические условия».

Близкий по назначению отечественный аналог — марка ВТ20-2св, отличающаяся более высоким содержанием алюминия (3,5–4,5%) и, соответственно, повышенной прочностью наплавленного металла при несколько сниженной пластичности.

Химический состав сплава ВТ20-1св

Состав проволоки строго нормирован ГОСТ 27265-87 (табл. 3). Основа — титан. Легирующие элементы и предельное содержание примесей приведены ниже.

Элемент	Содержание, %
Алюминий (Al)	2,0–3,0
Молибден (Mo)	0,5–1,5
Ванадий (V)	0,5–1,5
Цирконий (Zr)	1,0–2,0
Кремний (Si), не более	0,10
Железо (Fe), не более	0,15
Углерод (C), не более	0,05
Кислород (O), не более	0,12
Азот (N), не более	0,04
Водород (H), не более	0,003
Сумма прочих примесей, не более	0,30

По сравнению с базовым сплавом ВТ20 (Al 5,5–7,0%, Zr 1,5–2,5%) проволока ВТ20-1св содержит значительно меньше алюминия. Это ключевое отличие: пониженное содержание Al уменьшает склонность шва к охрупчиванию и порообразованию при кристаллизации. Жёсткий контроль газовых примесей — кислорода, азота, водорода — также принципиален для сварочного сплава: газы, растворённые в металле шва, резко снижают пластичность соединения.

Механические свойства проволоки ВТ20-1св по ГОСТ 27265-87

ГОСТ 27265-87 нормирует следующие механические характеристики проволоки в состоянии поставки (диаметр 2,0–7,0 мм):

Параметр	Значение
Временное сопротивление разрыву σв	590–785 МПа
Относительное удлинение δ5, не менее	12%

Проволока ВТ20-2св, для сравнения, обеспечивает σ_в 635–835 МПа при удлинении не менее 10%: выше прочность, ниже пластичность. Выбор между ВТ20-1св и ВТ20-2св определяется требованиями к сварному соединению и толщиной свариваемого металла.

Физические свойства семейства сплавов ВТ20

Следующие параметры характерны для сплавов ВТ20 в целом и используются в расчётах сварочных режимов:

Свойство	Значение
Модуль упругости E	112 000 МПа (112 ГПа)
Теплопроводность λ при 20°С	8 Вт/(м·°С)
Удельное электрическое сопротивление ρ	1,1 Ом·мм²/м
Жаропрочность (длительная работа)	до 500°С

Низкая теплопроводность (примерно втрое ниже, чем у нержавеющей стали) влияет на режимы сварки: тепло концентрируется в зоне дуги, что требует точного контроля погонной энергии для предотвращения перегрева и роста зерна в зоне термического влияния.

Применение: для каких сплавов используется проволока ВТ20-1св

Основное назначение — присадочный материал при аргонодуговой (TIG) и плазменной сварке конструкций из титанового сплава ВТ20. Применяется как при ручной, так и при автоматической сварке в среде инертного защитного газа (аргон, гелий или их смеси).

Помимо основного применения, проволока ВТ20-1св используется при сварке ряда других титановых сплавов с хорошей свариваемостью — в частности, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1 — когда требуется более высокопрочный наплавленный металл по сравнению с проволокой ВТ1-00св.

Сплав ВТ20, для сварки которого ВТ20-1св является основным присадочным материалом, относится к псевдо-α-классу и работает при длительных нагрузках до 500°С. Сварные соединения конструкций из ВТ20 сохраняют высокую коррозионную стойкость в атмосфере, морской воде и ряде агрессивных сред.

Требования к защитной атмосфере

Титан при температурах выше 400°С активно поглощает кислород и азот. Для проволоки ВТ20-1св, как и для любой титановой сварочной проволоки, обязательно применение инертной защиты: зону дуги, обратную сторону шва и кристаллизующийся металл защищают аргоном чистотой не ниже 99,96%. Использование ВТ20-1св вне среды защитных газов недопустимо.

Формы поставки по ГОСТ 27265-87

Проволока поставляется в дегазированном и травлёном состоянии. Поверхность должна быть чистой и светлой; на проволоке ВТ20-1св допускаются мелкие надрывы с тёмными непротравами — это оговорённое ГОСТ 27265-87 исключение для данной марки.

Параметр	По ГОСТ 27265-87
Диаметр проволоки	2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0 мм
Предельные отклонения по диаметру	–0,16 мм (2,0–3,5 мм); –0,20 мм (4,0–7,0 мм)
Вид поставки	Бухты, наружный диаметр до 900 мм
Масса бухты	До 50 кг
Состояние поставки	Травлёное, дегазированное

Каждая бухта сопровождается ярлыком с указанием марки сплава, номера партии и плавки, даты выпуска и обозначения стандарта. Условное обозначение, например: Проволока ВТ20-1св 3,0 ГОСТ 27265-87.