Сварка тугоплавких металлов

12.07.2018
Развитие ракетно-космической, авиационной, ядерной и других отраслей новой техники потребовало создания сварных конструкций из металлов, способных обеспечить их работоспособность в условиях высоких температур и нагрузок, агрессивных сред, жидкометаллических, плазменных и газовых интенсивных потоков, нейтронного облучения и в иных экстремальных условиях. Требованиям таких рабочих сред больше всего отвечали тугоплавкие и химически активные металлы — цирконий, титан, вольфрам, молибден, хром, ниобий. Однако применение указанных металлов сдерживалось из-за их низкой технологичности и особенно свариваемости. Это связано с низкотемпературной хрупкостью и сильной химической активностью по отношению к элементам внедрения (азоту, кислороду, водороду, углероду), что обусловливало снижение пластичности, ухудшение механических и служебных характеристик и образование трещин при механической обработке, штамповке и сварке.

С учетом все возрастающей роли тугоплавких и химически активных металлов в 1965 г. в ИЭС создается специализированное подразделение физико-металлургических процессов сварки активных и тугоплавких металлов.

Впервые в мировой практике в содружестве с ГИРЕДМет были разработаны свариваемые сплавы на основе вольфрама, молибдена, ниобия, ванадия, хрома. Созданы теоретические и технологические основы их производства и сварки. Прежде всего были изучены механизм и кинетика взаимодействия металла шва с активными газами на всех технологических этапах сварки. Созданы математические модели такого взаимодействия и установлены закономерности влияния примесей внедрения на структуру и свойства сварных соединений.

Была изучена кинетика и установлены закономерности структурных и фазовых превращений в процессе сварки, и прежде всего прямая их зависимость от текстуры тугоплавкого металла, что позволило создать технологию производства и критерии отбора пригодных для сварки заготовок.

Для сварки изделий из вольфрама, молибдена, ниобия, циркония разработаны специализированное оборудование и методы очистки и контроля состава защитных газов.

Своими технологиями ИЭС участвовал в изготовлении таких уникальных изделий новой техники:

- цельносварные жидкометаллические контуры космических транспортно-энергетических установок из сплавов ниобия, ванадия;

- штампо-сварные элементы реактивных двигателей из сплавов молибдена, ниобия;

- термоэмиссионные ядерные преобразователи для энергообеспечения объектов космического, подводного и надводного базирования из монокристаллов вольфрама, ниобия, молибдена;

- тепловыделяющие элементы для атомных электростанций из сплавов циркония, хрома;

- тепловые трубы из ванадия, молибдена, ниобия;

- сверхмощные СВУ-генераторы из ниобия.

ИЭС, создав новое направление в сварке цветных металлов впервые в отечественной и мировой практике обеспечил возможность серийного производства конструкций из этих материалов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: