發(fā)布日期：2019-6-12 15:41:24
1、焊接性分析
(1)間隙元素沾污引起脆化
鈦在高溫下有很強(qiáng)的化學(xué)活潑性。鈦在300℃以上快速吸氫，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮。所以鈦在焊接過(guò)程及焊后冷卻過(guò)程中若得不到有效保護(hù)，必然引起塑性下降，脆性增加。一般鈦材中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.1%以下。碳超過(guò)其溶解度時(shí)生成硬而脆的TiC，呈網(wǎng)狀分布，容易引起裂紋。
(2)熱裂紋
由于鈦及鈦合金雜質(zhì)含量少，故不易產(chǎn)生熱裂紋，但如果焊絲質(zhì)量不合格，特別是焊絲存在裂紋、夾層等缺陷，存在大量雜質(zhì)時(shí)，則可能引起焊接熱裂紋。
(3)熱影響區(qū)可能出現(xiàn)延遲裂紋
焊接時(shí)由于熔池和低溫區(qū)母材中的氫向熱影響區(qū)擴(kuò)散，引起熱影響區(qū)氫的聚集，在不利的應(yīng)力條件下會(huì)引起裂紋。
(4)氣孔
氣孔是焊接鈦及鈦合金時(shí)最常見(jiàn)的缺陷。一般有兩類，焊縫中部氣孔和熔合線氣孔。在焊接線能量較大時(shí)氣孔一般位于熔合線附近。焊縫氣孔的形成原因主要在于焊接區(qū)，特別是由于對(duì)接端面被水分、油脂污染所致。
2、焊接工藝
(1)焊接方法
焊接方法采用GTAW，采用直流正接，使用帶有高頻引弧和衰減熄弧裝置的焊機(jī)。
(2)焊接材料
焊絲的選用應(yīng)使在正常焊接工藝下的焊縫在焊后狀態(tài)的抗拉強(qiáng)度不低于母材退火狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，焊縫焊后狀態(tài)的塑性和耐蝕性能不低于退火狀態(tài)下的母材或與母材相當(dāng)，焊接性能良好，能滿足制造和使用的要求。
選擇的焊絲為ERTi-2，其化學(xué)成份見(jiàn)表1。
保護(hù)氣體的選用：
焊接用氬氣純度不應(yīng)低于99.99%，露點(diǎn)不應(yīng)高于-40℃，當(dāng)瓶裝氬氣的壓力低于0.981MPa時(shí)不宜使用。對(duì)焊接熔池及焊接接頭內(nèi)外表面溫度高于400℃的區(qū)域均采用氬氣保護(hù)。
(3)焊前準(zhǔn)備
應(yīng)采取有效的措施避免在焊接過(guò)程中出現(xiàn)鋼與鈦互溶，焊接場(chǎng)地潔凈，避免使用鐵制工具。
坡口加工，管材切割后，采用砂輪機(jī)打磨出坡口，坡口角度為單邊30°±2.5°，鈍邊0.5～1.5mm。加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過(guò)熱變色。
坡口及焊絲清理，坡口及其兩側(cè)各25mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進(jìn)行清理，清理程序如下：磨光機(jī)打磨—砂紙輪拋光—丙酮清洗。焊絲也用沾丙酮的海綿擦拭干凈，并仔細(xì)的檢查母材坡口附近和焊絲有無(wú)裂紋和夾層，如有，清除后再焊接作業(yè)。清洗后不能直接進(jìn)行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。如不能及時(shí)焊接，應(yīng)用自粘膠帶及塑料(9025, -140.00, -1.53%)布對(duì)坡口予以保護(hù)。清理時(shí)間到焊接時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)，焊工用手套應(yīng)潔凈，用前須用無(wú)水乙醇(或丙酮)清洗，避免將棉質(zhì)纖維附于焊件表面。
焊接施工前，應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書，焊工應(yīng)按指定的焊接作業(yè)指導(dǎo)書施焊。
(4)焊接工藝參數(shù)
焊接時(shí)選擇的工藝參數(shù)在保證焊縫成形良好的情況下，選用小線能量焊接，層間溫度不得高于200℃，防止高溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)晶粒長(zhǎng)大。
焊接作業(yè)均應(yīng)在氬氣保護(hù)下進(jìn)行：采用焊炬噴嘴保護(hù)熔池，焊炬拖罩保護(hù)熱態(tài)焊縫及近縫區(qū)的外表面，管內(nèi)充氬保護(hù)焊縫及近縫區(qū)的內(nèi)表面，具體措施：直徑較大的管子焊接時(shí)，管內(nèi)工作人員戴上防毒面具，手持保護(hù)罩對(duì)焊接熔池背面進(jìn)行保護(hù)；直徑較小的管子或固定口焊接時(shí)，在管子內(nèi)表面距離坡口150～300mm(根據(jù)可操作性取較大值)處采用可溶紙密封，再塞入一團(tuán)可溶紙防止管內(nèi)氣壓過(guò)大將密封可溶紙破壞，然后充入氬氣將管內(nèi)空氣排凈。焊接前必須充分預(yù)充氬氣，焊后應(yīng)延時(shí)充氬，以使高溫區(qū)充分冷卻，防止表面氧化。
3、焊接操作注意事項(xiàng)
(1)施焊時(shí)，焊絲與焊件間夾角盡量保持最小，基本上不作橫向撥動(dòng)，當(dāng)需要擺動(dòng)時(shí)，頻率要低，幅度不要太快，而且送絲要平穩(wěn)。焊接過(guò)程中填充焊絲應(yīng)始終保持在氬氣的保護(hù)之下。熄弧后焊絲不得立即暴露在大氣中，應(yīng)在焊縫脫離保護(hù)時(shí)取出。焊絲如被污染、氧化變色時(shí)，污染部分應(yīng)予以切除。
(2)不得在焊件表面引弧或試驗(yàn)電��；焊接中應(yīng)確保起弧與收弧的質(zhì)量；收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。
(3)除有特殊要求外，每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，如因故被迫中斷，再焊時(shí)必須進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后方可繼續(xù)施焊。
(4)如果焊接作業(yè)時(shí)不慎出現(xiàn)夾鎢時(shí)，應(yīng)停止焊接作業(yè)，用磨光機(jī)清除鎢點(diǎn)，鎢級(jí)端部重新打磨，達(dá)到要求后方可重新進(jìn)行焊接作業(yè)，要求與開(kāi)始焊接作業(yè)相同。
(5)為了減少焊接變形，焊前在接頭坡口間進(jìn)行定位焊，定位焊應(yīng)與正式的焊接工藝相同，定位焊的焊縫長(zhǎng)度宜為10～15mm，高宜為2～4mm，且不超過(guò)壁厚的2/3。定位焊的焊縫不得有裂紋及其它缺陷，定位焊焊縫兩端，宜磨成緩坡形。
(6)鈦管焊接環(huán)境若出現(xiàn)下列情況之一，而未采取防護(hù)措施時(shí)應(yīng)停止焊接：風(fēng)速≥2m/s；相對(duì)濕度大于90%；下雨下雪；溫度低于0℃。
(7)焊縫返修工藝與原焊接工藝相同。同一部位的返修次數(shù)不得多于兩次，若需二次返修時(shí)，應(yīng)制定返修措施。經(jīng)焊接責(zé)任工程師批準(zhǔn)后進(jìn)行，并應(yīng)在施工記錄中注明。
4、焊接檢驗(yàn)
(1)焊工應(yīng)對(duì)焊好的焊道表面進(jìn)行清理，要求外觀良好。寬度以每邊蓋過(guò)坡口邊緣2mm為宜，角焊縫的焊腳高度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，外形平穩(wěn)過(guò)渡。表面質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：不允許有咬邊、裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺存在；焊縫余高：當(dāng)壁厚小于5mm時(shí)，為0～1.5mm；當(dāng)壁厚大于5 mm時(shí)，為1～2mm；c焊縫表面錯(cuò)邊量不應(yīng)大于壁厚的10%，且不大于1mm。
(2)底層焊道均應(yīng)進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，檢測(cè)方法按《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》JB4730執(zhí)行，以無(wú)裂紋和其他任何表面缺陷為合格。
(3)對(duì)每道焊縫表面進(jìn)行色澤檢查，其顏色的變化就是表面氧化膜在不同溫度下的顏色變化，它們的力學(xué)性能也不相同。合格標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。
注：區(qū)別低溫氧化和高溫氧化的方法宜采用酸洗法。經(jīng)酸洗能除去紫色、藍(lán)色者為低溫氧化，除不掉者為高溫氧化，酸洗技術(shù)條件見(jiàn)表4。
注：酸洗后立即用清水沖洗干凈、晾干。
(4)RT檢驗(yàn)所有焊道100%RT探傷，檢測(cè)方法按《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB4730-2005執(zhí)行。