第2个回答 2011-06-27
钛管道的焊接工艺
一 钛材的焊接性特点
1.化学活性大。钛不仅在熔化状态,即使在4O0℃以上的高温固态,也极易被空气、水分、油脂、氧化皮等污染,吸收02、N、H2、C等元素,使焊接接头的塑性及冲击韧性下降,并引起气孔。因此,焊接时对熔池、焊缝及温度超过40o℃的热影响区都要
妥善保护。
2.钛与其它金属相比,具有熔点高、热容量小、热导率小等特点。焊接时焊接接头易产生过热组织,晶粒变得粗大。因此又、j‘焊接线能量要控制,宜用小电流、快速焊。
3.冷裂倾向大。溶解于钛中的氢在320~C时和钛会发生共析转变,引起金属的塑性和冲击韧性降低,同时发生体积膨胀而引起较大的应力,严重时导致产生冷裂纹。
4.易产生气孑L。产生气孔的气体是氢。因在钛中的溶解度随温度升高而下降,焊接时沿熔合线附近温度高,必然会引起氢的析出。因此,气孔常在熔合线附近形成。
5.钛的弹性模量约为钢的一半,所以焊接变形较大,且焊后校形困难。
二、钛管的焊接工艺
1. 焊工资格
参加钛管道焊接的焊工必须具备有关工业纯钛及其焊接性的基本知识,并经技能考试合格后才能在有效期内担任合格项目范围内的焊接工作。
2.焊接方法
因钛的化学活性大,易与0 、N、H2等有害元素作用,使塑性和韧性显著下降,所以在焊接时必须对焊接区域采取有效的保护措施,防止有害杂质元素的侵人,因此采用钨极氩弧焊焊接。焊接时使用氯气纯度应严格控制,纯度不低于99.99% ,含水量不应大于50mg/m~。钨极易采用铈钨极或钍钨极。
3 坡口加工
坡口型式如下图所示,坡口加工应采用机械方法,如采用气割、等离子切割等方法加工,应从变色部分机械加工掉2~3mm。加工后的坡VI表面应平整、光滑,不得有裂纹、分层、毛刺、飞边和氧化色。坡口表面应呈银白色金属光泽。
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4.焊前清理
焊前清理对焊接质量影响很大,如材料表面有氧化皮、油脂、污物等,在焊接过程中易产生气孑L和非金属夹杂,使焊缝的塑性和抗腐蚀性显著下降。
(1)坡口及其两侧各25ram范围内的内外表面清除油污后,应用细锉或奥氏体不锈钢丝刷、锉刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷。清理工具应保持清洁。
(2)经机械清理后的表面,焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理,使焊件表面去净氧化物,呈银白色金属光泽为止。
(3)填充焊丝也应按上述方法进行清洗。
5.焊机必须采用直流电源正接。
6.焊接操作
(1)钛的焊接区应与钢材作业区隔开,焊接时应远离通风口,场地应铺设橡胶等软垫。
(2)焊前应提前送气,在焊接结束时延迟断气(15~20s),以保证尚未冷却的焊缝、近缝区和钨极得到继续保护而不被氧化。为防止加入填充焊丝时破坏氩气流的连续性,防止焊丝末端运动使其气流发生紊乱而破坏焊接区的保护作用,操作时应注意以下几点:焊接时焊枪尽可能与焊件表面垂直,喷嘴与焊件表面距离应尽量小;焊枪操作要平稳均匀;向熔池加入的填充焊丝要均匀,不摆动;焊丝末端不移出氩气保护区;要在引弧板上引弧,尽量一次焊完一
道焊缝。当焊接中断或结束时,焊抢必须在结束处停留一段时间并继续输送氩气.直至冷却到焊缝不再氧化的温度(400℃ 以下)时方可移开焊枪。同时,还应采用电流衰减装置以改善收尾孤坑处的焊接质量。此外还必须用氯气后拖保护,背面也应单独通人氩气保护,以防接头背面在高温时氧化。
7.焊接规范
表1 焊接规范
钨极 焊丝 喷嘴 层问壁厚 温 焊接热输入 氩气流量(L/min)
( 焊层 直径 直径 直径 焊接电 电弧电 焊接速度
nln'1) ( 度(℃) 喷嘴 保护罩 背面
nln1) (nlln) (nlln) 流(A) 压(V) mm/lnln
2~2.5 1 1.6 2.0 12~16 ≤200 40~70 10~12 8~12 16~25 6~10
75— 150
3~3.5 2 2.0 2.0 16~20 ≤200 80—1l0 12~l4 l2~l5 25—30 8~15
8.焊接检验
(1)底层焊道均应进行渗透探伤,以无裂纹和其它任何表面缺陷为合格。
(2)管道焊后应进行外观检查:
①焊缝宽度:每边不超过坡口边缘2mm;
②焊缝余高:h=0~1.5mm;‘
③焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹及未熔合等缺陷;
④焊道表面的色泽检查应在焊后清理前进行,检验标准(见表2)。
(3)x,J接焊缝内部应进行100%X射线探伤,按J134730标准,Ⅱ级以上合格。不合格焊缝允许返修,直至合格,但返修次数不得超过二次。
四、结论
采取以上焊接工艺措施焊接钛管,焊缝一次拍
片合格率达97% ,保讧E了工程质量与进度,提高