工业纯钛管材焊接工艺试验和应用.pdfVIP

第5期 一 27． 工业纯钛管材的焊接工艺试验与应用 姜亦步，李闯 (天津渤夭化工有限责任公司设备动力部，天津 3oO48o) [摘 要]对工业纯钛管材进行了焊接工艺可行性试验，解决了钛管焊接中的一些难题，提 出正确的焊前处理措施和最佳焊 接工艺参数组合，可最大限度减少焊接接头氧化和气孔数量。 [关键词]钛管焊接；工艺试验；焊缝质量；工程应用 天津化工厂离子膜工程根据工艺要求采用 了 1．1．1由于钛材在焊接时熔池温度较高，且熔池在高 大量 的TA：工业纯钛管 ，直径范 围 18mm～ 温停留时间较长，晶粒长大粗化严重，同时在焊缝 500mm，壁厚1．5mm~6mm。TA2材料属首次焊接 中氧 、氢、氮含量较多时，焊缝和热影响区的性能 钢种。TA：工业纯钛 比重小、比强度高、塑性及韧 变脆 ，焊后易出现冷裂纹和延迟裂纹。为减少焊缝 性 良好 、耐腐蚀性能好 、高温强度较高，但 由于 及热影响区产生冷裂纹 的倾 向，选用对焊件热输入 其导热系数低 、热容量小、线膨胀系数大 ，在高 量相对较小的钨极氩弧焊。 温下具有很高 的活泼性 ，极 易被氮 、氢 、氧等污 1．1．2为增强焊缝和热影响区的抗脆化倾 向，避免因 染 ，引起金属脆化 ，造成气孔 、裂纹等缺 陷，可 填充焊丝带入过量碳、氢、氧等元素，降低钛材塑 焊接性较差 。在施工工期紧、焊接工作量大 的条 性和韧性指标 ，在焊接过程 中除加强保护措施外， 件下，为攻克钛管焊接难题 ，做 了如下试验 ，并 应采用与母材等成分的焊丝。 取得成功 。 1．1．3为减少焊缝在焊接 中产生气孔 ，应当在焊前对 1TA钛管焊接工艺性试验 焊丝、焊件表面 的氧化膜和其 它杂质进 行认真清 1．1钛管工艺方案的制订 理、清洗，采用合理的焊接工艺参数。 TA钛管焊接 中易形成冷裂纹、焊接接头区易 1．1．4根据离子膜工程钛管的规格尺寸及有关资料介 脆化、对气孔较敏感 ，在制订焊接试验方案 中， 绍的参考工艺值 ，选择 了适当的管径及壁厚 ( 89 针对其焊接特性进行 了认真分析并做 了必要 的前 x3)制订出供钛管焊接工艺规范参数，详见表1。 期准备。 表1 焊接工艺规范参数 焊缝层次 焊丝直径 钨极直径 焊接 电流 电弧电压 喷嘴直径 氩气流量 (L／min) 施焊环境 (mm) (mm) (A) (V) (inot) 正面 背面 1 1．6 2。4 9O～ 100 12～ 14 8～ 10 6～ 8 4～6 2 1 室 内 ． 6 2．4 110～ 120 12～ 14 8～ 10 6～ 8 4～6 1．2焊接工艺方案的实施 钢 丝刷 、酸洗+丙 酮的方式进 行清洗 ，酸洗配方 根据制订 的焊接工艺方案，进行 了两次焊接 为3％HF+3O％HNo3+余量H2o，在酸洗液中浸泡 工艺试验 ，第一次焊接试验焊了2对钛管 (试件编 l5min，然后实施试件的组对及焊接 。其中TA一 l、 号TA：一 1、TA：一2)，第二次焊接试验焊 了3对钛