鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數(shù)小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦螺旋管批發(fā)應控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關鍵問題。同時,鈦螺旋管批發(fā)應控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發(fā)生反應,因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應很高,一般純度≥99.99%。
鈦管的用途:鈦管通常用于不同的應用,鈦螺旋管批發(fā)因為大多數(shù)不銹鋼和其他材料在不同的情況下是低效的。鈦管是最常見的鈦軋機產(chǎn)品之一,因其耐腐蝕性和強度重量比而被用于無數(shù)產(chǎn)品中。鈦及其合金不斷發(fā)展,以有效地應對各種行業(yè)的挑戰(zhàn),從中需要鈦的新特性以獲得生產(chǎn)率并能夠滿足聯(lián)邦法規(guī)。鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管一些常見用途如下:航空航天,鈦用于機身和航天發(fā)動機部件。鈦管即使沒有蠕變也能夠處理高溫。由于該管對疲勞和裂紋生長具有優(yōu)異的耐受性,因其高強度-密度比而被認可。電力行業(yè)的應用,發(fā)電-在高溫水和蒸汽環(huán)境中,鈦管發(fā)揮著重要作用。2級鈦已用于不同的發(fā)電廠,以處理與鍋爐摩擦和冷凝器故障相關的問題?;ば袠I(yè)的應用,化工處理-高腐蝕環(huán)境,如需求管道系統(tǒng),化工加工工業(yè),熱交換器和其他能處理重負荷的系統(tǒng)的一般環(huán)境。通過鈦的優(yōu)異耐腐蝕性,它很有可能在極端環(huán)境中長時間有效地承受高應力。石油天然氣行業(yè),油氣-高溫、高壓或高壓、高溫應用,如油氣井應用,需要可連續(xù)使用的管道。石油和天然氣工業(yè)通常需要鈦的高耐腐蝕性,特別是在上部,海底和井下等區(qū)域。鈦合金被認為是9種地殼中較豐富的元素,同時也是7種最豐富的金屬。合金鈦管和釩鋁混合可以提高鈦的強度,同時保持其重量優(yōu)于鋼。鈦可以很容易地工作。它具有剛度、強度、韌性、理想的高性能金屬管和高熔點,有可能鼓勵行業(yè)使用鈦管和鈦管。它可用于飛機液壓系統(tǒng)、醫(yī)用植入物、液壓系統(tǒng)、水下設備、海上鉆井平臺部件以及化學和海上加工廠。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉變的金屬。在886°C時開始發(fā)生組織的固態(tài)轉變。886°C一下晶體結構為密排六方結構,成為α鈦;高于886°C時α結構的鈦轉變?yōu)轶w心立方結構的β鈦。這個轉變過程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個瞬間長短差異對熔池的結晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。鈦螺旋管批發(fā)由于鈦具有熔點高(1668°C)、熱容量大和導熱性能差等特性,所以焊接時焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強制冷卻的好壞影響,寒風處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長,為熔池結晶柱狀晶體生長和接頭熱影響區(qū)的擴大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強度端口通常出現(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時應采用軟焊接規(guī)范,即應使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
焊接工藝評定,按NB/T47014—2011進行焊接工藝評定,焊接工藝評定所用鈦管材料為TA2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準備預焊程序時,應以焊接可操作性和良好的焊接接頭性能為原則。為保證鈦盤管施焊的焊接接頭滿足使用要求,鈦螺旋管批發(fā)評定焊接工藝試驗時按預焊接工藝規(guī)程進行。所用氬弧焊焊機型號為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評定試驗結果可知焊接工藝評定試驗結果合格。(2)切片腐蝕試驗,為了檢驗焊接接頭的耐蝕性,鈦螺旋管批發(fā)采用氬弧焊焊接一個鈦管試件,封口時均采用通水保護,其中中間焊縫特意不進行保護,焊縫呈黃色,部分呈藍色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進行腐蝕試驗,結果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍色金黃色焊縫腐蝕嚴重,表明在焊接過程中,經(jīng)通水保護的焊縫同樣耐腐蝕。
鈦螺旋管批發(fā)根據(jù)工件的要求和表面情況,接受堿洗滌、水溶性洗滌劑、氯溶劑噴砂、噴霧等方法,收拾鈦標準品。焊條使用時應單調(diào)連接,鈦鈣型應在150℃單調(diào)處理1小時,低氫型應在200-250℃單調(diào)處理1小時(不能重復干燥,否則涂層會簡單開裂脫落),以防止焊條涂層粘油等污垢,以免增加焊縫中碳含量,影響焊縫質量。彎頭焊接時,反復加熱分離碳化物,降低耐墮落性和力學功能。焊后硬化性較大,簡單孕育發(fā)生裂紋。鈦螺旋管批發(fā)接手同樣模型的焊條焊接時,需要進行300℃以上的預熱和焊接后700℃左右的緩冷處理。如果焊點不能保持焊后熱處理獎懲,應選擇鉻鎳鈦合金管道焊條。正確收拾鈦合金管彎頭,提高其使用的安靜功能,延長其使用周期。鈦管彎頭在設備時要穩(wěn)定密封性,抑制泄漏,影響管道的正常工作。鈦合金管彎頭裝備時,可將鈦合金管彎頭按連接腳直接裝備在管路上,并根據(jù)所用方位來組織裝備。在普通環(huán)境下,可以設備在管道的盡可能方向上,但需要方便操作的檢查,穩(wěn)定地阻止鈦合金管道彎頭的介質流向應該在縱閥瓣下方向上流,鈦合金管道彎頭只能水平設備。