鈦焊管的焊接的注意事項有哪些？

1.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(yīng)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(qiáng)，韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦，提高鈦的強(qiáng)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(diǎn)高，比熱及導(dǎo)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，應(yīng)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(hù)是關(guān)鍵問題。同時，應(yīng)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(yīng)，因此鈦的焊接適用于氬弧焊，但氬氣的純度應(yīng)很高，一般純度≥99.99%。

2.焊前準(zhǔn)備

（1）焊接場地及環(huán)境

焊接環(huán)境應(yīng)清潔、無煙、無塵、獨(dú)立。施焊環(huán)境的自然條件為：風(fēng)速≥1.5m/s，相對濕度＞80%，溫度＜5℃，雨雪無防時不得施焊。例如，在鋼結(jié)構(gòu)車間焊接時，應(yīng)將鈦焊接區(qū)與鋼結(jié)構(gòu)區(qū)分開，防止鐵粉、氣體等有害雜質(zhì)的污染；焊接應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口和開啟門窗，現(xiàn)場應(yīng)鋪設(shè)橡膠墊。

(2)保護(hù)罩的制作，為了使鈦在高溫區(qū)(200℃以上)完全受到氬氣的保護(hù)，必須制作保護(hù)效果好、焊接操作方便的保護(hù)罩。因為保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接質(zhì)量和焊接效率，所以經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接試驗，最終確定了保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)形式。另外氬的比重高于空氣，因此保護(hù)罩制作時可以考慮在保護(hù)罩上方留有操作孔。

(3)坡口加工坡口應(yīng)進(jìn)行加工，例如，坡口應(yīng)使用坡口機(jī)、氣動內(nèi)磨機(jī)、氧化鋁或碳化硅砂輪拋光片等工具進(jìn)行加工。加工坡口時，請慢慢加工(或用冷卻水冷卻)，以免加工時溫度過高。切削后的坡口表面應(yīng)平整光滑，不能有裂紋、層狀、夾雜、毛刺、飛邊及氧化色等，坡口表面及兩側(cè)30mm以內(nèi)的金屬光澤為銀白色。

(4)焊接前清掃焊絲、坡口表面和兩側(cè)20mm范圍內(nèi)進(jìn)行表面清掃?？筛鶕?jù)表面污染程度選用脫脂、機(jī)械清理或化學(xué)清洗，機(jī)械清理時允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應(yīng)用丙酮或無水乙醇等溶劑清洗槽和焊絲，清洗后不要觸摸手，及時在4小時內(nèi)焊接，過期焊接應(yīng)再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上，應(yīng)放置在清潔鈦管內(nèi)，以防再次污染。

3.焊接

（1）焊接工藝評定

按NB/T47014—2011進(jìn)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(zhǔn)備預(yù)焊程序時，應(yīng)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，焊接工藝評定試驗時按預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。所用氬弧焊焊機(jī)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(jié)果可知焊接工藝評定試驗結(jié)果合格。

（2）切片腐蝕試驗

為了檢驗焊接接頭的耐蝕性，采用氬弧焊焊接一個鈦管試件，封口時均采用通水保護(hù)，其中中間焊縫特意不進(jìn)行保護(hù)，焊縫呈黃色，部分呈藍(lán)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(jìn)行腐蝕試驗，結(jié)果表明，銀白色焊縫有輕微腐蝕，而藍(lán)色金黃色焊縫腐蝕嚴(yán)重，表明在焊接過程中，經(jīng)通水保護(hù)的焊縫同樣耐腐蝕。

（3）鈦盤管的焊接

焊縫工藝評定試驗和腐蝕試驗合格后，方可施焊產(chǎn)品。依據(jù)焊接工藝評定編制焊接工藝規(guī)程，依據(jù)焊接工藝規(guī)程的參數(shù)及要求進(jìn)行盤管的焊接。由于盤管較長，拼焊時比較重，手動旋轉(zhuǎn)比較困難，所以盤管可以放在可旋轉(zhuǎn)的支撐輪上，可以旋轉(zhuǎn)焊接。同時先采用7根直鈦管一組進(jìn)行組焊后一道焊接，焊接時分兩層，打底焊時管內(nèi)通純氬氣進(jìn)行保護(hù)（先通氬10~15min，將管內(nèi)的空氣排凈才可以焊接），焊接處管外用保護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)，待焊的焊口用膠帶密封住，將管口用膠帶密封并插入氬氣管通氬氣，最后一個管口膠帶密封，并打幾個小孔，以便排除空氣和氬氣。所有焊接口焊接底部焊接后進(jìn)行蓋面焊接，蓋面焊接時保護(hù)管內(nèi)的水，注意水必須填充管內(nèi)，防止管內(nèi)留有空氣，管外用保護(hù)罩通過氬氣。焊接時，鈦管的溫度必須隨時控制在200℃以下。