鈦管有較高的強度、良好的塑性韌性和耐蝕性,在航天、造船、化工中的應用越來越廣泛。要想更好的利用鈦管,必須掌握其焊接性。本文主要闡述了鈦管的焊接工藝,為今後鈦管的焊接提供了有益的借鑑。
1 焊接材料
焊絲:ERTi—2;焊接方法:GTAW(手工鎢極氬弧焊)
保護氣:用純度為99.995%,含水量不應大於50Mg%m3的氬氣,對焊接熔池及焊接接頭內外表面溫度高於400℃的區域均採用氬氣保護。
2 焊前準備
(1)坡口加工
鈦管切割後,採用氧化鋁砂輪機打磨出坡口,如下圖所示,加工坡口不允許使母材產生過熱變色。
(2)坡口及焊絲清理
a.坡口及其兩側各50mm以內的內外表面進行清理,清理程序如下:
磨光機打磨砂紙輪拋光丙酮清洗。
清洗後不能直接進行焊接作業,待坡口端面晾乾後方可以作業。如果放置時間超過2小時,須重新清理一遍或者採用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護。
b.焊絲也用沾丙酮的海綿擦拭乾凈,並存放在專用的焊絲盒內。
c.操作人員在焊接過成中必須戴潔凈的手套。
3.焊接工藝規範
(1)焊接規範:如下表
(2)焊接時應在合格的工藝參數範圍內選用小線能量焊接,一般控制在6~35KJ/cm,宜採用小電流,慢速焊。
(3)層間溫度不得高於200℃,防止高溫時間過長晶粒長大。
(4)為保護斷弧後收弧處的表面,應待焊接點溫度在300℃以下,(時間在15~60s,可根據管徑由小到大而逐漸延長)後再停止送氣保護。
(5)充氬保護:具體措施如下:
a.對於DN大於等於450的管子焊接時,管內工作人員戴上防毒面具,手持保護罩對焊接熔池背面進行保護。
b.對於DN小於450的管子或固定口焊接時,整體充氬保護,在管子內表面距離坡口150—300mm處採用可溶紙密封,再塞入一團可溶紙防止管內氣壓過大將密封可溶紙破壞,然後充入氬氣將管內空氣排凈。焊接前必須充分預充氬氣,焊後應延時充氬,以使高溫區充分冷卻,防止表面氧化。
(6)焊接過程中填充焊絲應始終保持在氬氣的保護之下。熄弧後焊絲不得立即暴露在大氣中,應在焊縫脫離保護時取出。焊絲如被污染、氧化變色時,污染部分應予以切除。
(7)不得在焊件表面引弧或試驗電弧;收弧時應將弧坑填滿,多層焊的層間接頭相互錯開。
(8)除有特殊要求外,每條焊縫應一次連續焊完,如因故被迫中斷,再焊時必須進行檢查,確認無裂紋後方可繼續施焊。
(9)如果焊接作業時不慎出現夾鎢時,應停止焊接作業,用磨光機清除鎢點,鎢級端部重新打磨,達到要求後方可重新進行焊接作業。
以上所述工藝要點保證了鈦管焊接的正常進行,也達到了鈦管的焊接質量要求。