钛材换热器管头的焊接工艺.pdf

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1、钛材换热器管头的焊接工艺钛材设备在制造过程中，由于其焊接性较差，因而对焊接技术与工艺提出了更高要求。纯钛设备的焊接主要问题及其产生原因和解决问题的工艺措施如下：1.主要焊接缺陷与原因简析钛材设备在焊接时的主要质量问题是极易氧化、氮化和脆裂。钛在400℃时即开始大量吸氢。导致脆裂。钛易过热。钛的熔点高1680-1725℃,属难熔金属，在焊接时需要高温热源。钛的导热系数低，仅为碳钢的一半，热量不易散失，过热倾向严重。很容易导致裂纹产生。此外，钛一旦沾染铁离子即变脆。这也是导致钛材产生焊接裂纹的重要原因之一。2.提高焊接质量的工艺措施2.1严格控制钛材含

2、碳量及焊接材料纯度，使焊缝及焊缝周边均能得到氩气的充分保护。首先，母材及焊丝中的氢、氧、氮、碳要尽可能少，含碳量应≤0.1/；其次，严格控制氩气的纯度，要求Ar≥99.99%N＜0.005%，O＜0.002%，H＜0.002%，水分在0.001mg/L以下。2.2，采用纯氩保护的氩弧焊。氩弧焊时,采用直流正接极，保证熔透。2.3严格焊前净化及保持施焊环境清洁，焊前清理对焊接质量影响很大。材料表面氧化皮、油污及富集气体的金属层等，在焊接过程中易产生气孔和非金属夹杂，使焊接接头塑性、抗腐蚀性能降低，必须彻底清除焊缝周边，一般以机械清理法最简便，但不得采

3、用钢丝刷。采用机械清理时可先用丙酮去油污，细砂布除氧化皮。除去氧化皮后再用丙酮擦洗一次。值得注意的是，钛表面打磨只能用橡胶或尼龙惨合氧化铝的砂轮，决不能用打磨过碳钢的砂轮。此外，打磨时不允许出现过热的色泽。此外，保持施焊环境的清洁亦很重要。海上平台因风大、潮湿，为保证焊接质量，必须设置防风棚，并保持棚内干燥、清洁，需要时配备去湿机，采取以上措施后均可取得良好效果。2.4对焊缝及近缝区严加保护钛不仅像焊其它有色金属那样要严格保护熔池不被氧化、氮化，而且还必须对300℃以上的热影响区也进行良好保护;不仅正面要保护,而且还要进行背面保护，技术部第1页（换

4、热管内、外部均要氩气保护），以防背面在高温时被氧化或吸氢。这点与任何一种金属的焊接都不一样，这是钛焊接的关键问题之一，在进行焊接作业时尤其应当注意。氩气保护的效果将影响焊缝质量，它可由焊缝表面颜色来检查，如表1所示。表1氩气保护效果对钛焊缝质量的影响氩气保护情况焊缝表面颜色焊缝质量良好银白色焊缝质量良好尚好黄色〈麦色）对焊缝质量没有影响一般蓝色焊缝表面氧化，塑性稍有下降较差青紫色〈花色）焊缝氧化较严重，显著降低焊缝的塑性极差暗灰色(灰白色）焊缝完全氧化，易产生裂紋、气孔等缺陷2.5选用低线能量施焊在保证焊缝成形良好的前提下，焊接时尽量选用低线能量。

5、多道焊时，应在前道焊缝冷却后才焊下一道，以防过热。也可采用急冷法来防止焊接区晶粒长大。板较厚时应开坡口进行多道焊，焊接规范应当适宜且稳定不变，否则容易过热氧化。采用如表2所示的工艺参数，可取得较好的效果。表2手工钨极氩弧焊的焊接参数电弧电压焊接速度喷嘴口径焊接方法层次焊接电流AVcm/分钟mm手工TIG焊1-295-12012-137-812-16技术部第2页