Оборудование и свариваемые материалы

Сварка корпуса фильтра осуществлялась на лазерной установке LRS – 150AUS. Основные технические характеристики установки представлены в приложении 2. Сборка, прихватка и сварка осуществлялась с помощью приспособления. В качестве защитного газа при лазерной сварке применялся аргон высшего сорта.

Описание изделия

Данной сварной конструкцией является – корпус фильтра. Применяется в электронике. Сварное соединение – одностороннее стыковое. Шов – замкнутый. Корпус фильтра состоит из корпуса и крышки. Материал корпус – титан сплав ВТ20, крышка – сплав циркония Э – 125. Длина свариваемой траектории составляет 280 мм (4 х 5 мм + 2 х 70 мм + 2 х 60 мм).

Характеристика материала и его свариваемости

Титан и цирконий обладают близкими физико – химическими свойствами, и осуществляют предпосылки для их хорошей свариваемости. Однако различие температур плавления (Тпл. титана = 1668°С, Тпл. циркония

 = 1852°С) вызывает необходимость смещать тепловой источник на более тугоплавкий металл (цирконий).

Титан и цирконий легко окисляются при нагреве и дают заметный угар даже при сварке в аргоне, так как очистить аргон от следов кислорода и азота весьма трудно и технический аргон содержит эти примеси.

Металлургическая совместимость сплавов титана и циркония обеспечивает получение работоспособных сварных соединений.

Сплав титана ВТ20 относится к группе среднепрочных титановых сплавов с гарантированным пределом прочности от 70 до 100 кгс/мм². Сплав обладает хорошей свариваемостью.

Одним из важных критериев свариваемости титановых сплавов является незначительная чувствительность к изменению режимов сварки. Это свидетельствует о возможности сварки сплавов этой группы на режимах в достаточно широком интервале.

Для изготовления сборочных единиц был использован сплав циркония с ниобием Э125. Цирконий является аналогом титана по химическим свойствам и свариваемости. Поэтому для циркония применима та же технология и техника сварки и практически те же режимы, что и для титана. Однако цирконий более чувствителен к примесям внедрения, которые не только в большей степени ухудшают пластичность и вязкость швов, но резко снижают коррозионную стойкость сварных соединений. Химический состав сплавов титана и циркония представлен в приложении 3.

Подбор режимов сварки

Правильный выбор режимов сварки позволяет получить швы высокого качества при минимальном тепловложении. Процесс сварки не должен приводить к появлению деформации в узле, к выплескам металла из зоны сварки.

Эскиз сварного соединения показан на рисунке 1.

Рисунок 1–Сварное соединение

Основными параметрами режима лазерной сварки, обеспечивающими получение сварного соединения, являются:

- U, В – рабочее напряжение;

- L, мс – длительность импульса излучения;

- r, дел. – расфокусировка;

- Q, дел. – расход газа;

- f, Гц – частота повторения импульсов излучения;

- s, мм – расстояние между импульсами при сварке.

При сварке опытных образцов были определены оптимальные значения режимов сварки, позволившие получить качественные сварные швы. Схема сварного соединения до сварки и после сварки показана на рисунке 2.

а – до сварки

б – после сварки

Рисунок 2 – Схема сварного соединения