对钛制海水冷却器焊接过程质量控制.pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com28一■技术交流石油和化工设备一2013年第16卷钛制海水冷却器焊接过程质量控制张文智(抚顺海利机械制造有限公司，辽宁抚顺113009)[摘要]采用钛材(TA2)作为主体材料制作的海水冷却器是海洋平台开采石油的主要设备之一。因钛材的活泼性和加热敏感性，易受污染，易氧化。本文从影响焊接质量的因素、焊前准备、焊接过程控制、接头型式及焊接工艺参数、焊缝返修等方面介绍了焊接质量控制的方法。[关键词]TA2；海水冷却器：焊接过程；质量控制为中海油公司制造的一台海水冷却器，该产同时焊接工艺参数的正

2、确选择也非常重要。品为浮头式换热器，内径为l200mm，壁厚为2影响焊接质量的其他因素l0mm，管箱材质Q345R，壳体、管束、浮头盖、(1)生产制造场地应铺设橡胶板，以免碰外头盖材质均为钛材(TA2)，操作介质壳程为伤、擦伤钛材表面，注意不能与碳钢件混放，以海水，管程为原油，设计压力1．25MPa，设计温度免受到铁元素污染。130℃。TA2材料在加工制造过程中，随着温度的升高，易受污染，易氧化，因此制造过程中要对(2)对钛材进行切割、卷制或压制前，应清每个环节严格控制，特别是焊接过程的控制，应理切割或成型设备上可能划伤

3、或嵌入钛材使钛材严格按照规定的工艺进行制造，才能确保产品质受到铁污染的氧化铁皮、铁屑等杂物。量。本文主要阐述了TA2材料部件焊接过程的控(3)保护钛材的氩气纯度应高于99．99％，露制。点不高于一50℃，瓶装氩气压力低于0．5MPa时不能使用。1TA2的焊接特点及注意事项(4)焊接钛材应在空气洁净、无尘、无烟的TA2材料本身比较活泼，常温下钛材表面钝化环境下进行。钛材的焊接场所应为独立区域，若后是比较稳定的，但随着温度的升高，从250℃开在有钢材作业的车间内，应将车问分割为一个独始吸收氢，氢在钛中的溶解度达33at％，氢

4、溶于立的封闭的钛材焊接区，焊接时应远离通风口和钛中，不仅产生气孔，而且钛吸收氢后形成氢化敞开的门窗。钛，通常沿孪晶线和滑移面析出，金属中含氢量的增加，使韧性急剧下降，形成冷裂纹和延迟裂(5)机械加工钛材时应采用较大的进刀量和纹的倾向随之增加，且增加了对缺口的敏感性。较低的切削速度，在切削过程中不应停止走刀。这些间隙杂质元素在特殊情况下还会引起焊缝脆应使用足够的切削润滑冷却液，以免加工表面发性断裂。钛在400℃开始吸收氧，在600℃开始吸热氧化，甚至切屑燃烧。收氮，氧、氮与钛生成的化合物使接头的硬度增3焊前准备加，塑性严重

5、下降。高温下钛与碳生成的碳化钛(1)焊件坡口及两侧各25mm内的内外表面也能使焊缝塑性下降，产生裂纹。因此，为了保清除污垢后，应用奥氏体不锈钢丝刷或碳化硅砂证焊接质量，在焊接钛材时，应严格控制这些杂轮等机械方法清除其氧化膜和表面缺陷，清理工质，焊接前应做细致的准备工作，认真清除焊接具应专用并保持清洁。部位的污物，在焊接时除对焊缝及>400℃近缝区(2)焊丝表面应将油污、水、氧化膜及其他域进行惰性气体(Ar)保护外，焊接接头的背面也应当进行气体保护，正面使用密封气体保护罩作者简介：张文智(1966一)，男，吉林长春人，大学

6、本科，工和背面托罩联合保护对TA2的焊接是非常适宜的，程师。现在抚顺海利机械制造有限公司工作。学兔兔www.xuetutu.com第3期张文智钛制海水冷却器焊接过程质量控制一29．脏物清理干净。(2)钨枪气体保护焊时，当钨极触及熔池或(3)焊丝和坡口表面清理后，若不能在干焊丝熔化端时，应停止焊接，铲除触钨部分的焊燥的环境中保存，在施焊前应经轻微酸洗。清理缝金属后再继续施焊。干净的焊丝和焊件，焊前严禁沾污，不能用手触(3)焊枪喷嘴直径选用12—16mm，喷出的摸焊接部位，经过酸洗的焊件及焊丝应在4h内焊氩气应保持稳定层流。

7、完，否则应重新进行清理。(4)焊枪拖罩型式应根据焊件形状和尺寸决(4)定位焊要防止表面氧化，若表面出现除定，应做到保护可靠、操作方便。银白色和金黄色以外的氧化层，应清除氧化层后(5)保护拖罩内应提前充氩气，排净空气，才能施焊。并保持微弱正压和呈流动状态。(5)焊接纵缝时，应在焊件两端放置引弧板(6)引弧时，焊枪应提前送气10—15S，并采和引出板，焊接环缝时，应有电流递增和衰减装用高频引弧，息弧时应使用电流衰减装置和气体置，避免产生弧坑。禁止接触引弧。延时保护装置，不能马上抬起焊枪，应继续供气(6)焊接前应根据焊缝形状、

8、焊件厚度、焊保护焊区，直到温度降至25O℃以下，弧坑必须填件尺寸等因素预制保护拖罩，其尺寸应足以使焊满且避免大气污染。缝与热影响区在焊后冷却过程中温度高于400~C的(7)焊接时，焊枪不能左右摆动，焊丝熔化部分处于惰性气体的良好保护下。端不得移出气体保护区。4焊接过程控制(8)焊接过程中填充焊丝的加热端应始终处焊接作