钛管道焊接质量控制的研究

精品文档-下载后可编辑钛管道焊接质量控制的研究【摘要】钛材是一种具有良好耐腐蚀性的材料，广泛应用在PTA等化工装置中，钛具有较为活跃的化学性质，当处于高温环境下，较易吸收和溶解气体；在不熔化的条件下，当达到250℃则开始吸氧、达到600℃则持续性吸氧、达到700℃则强烈吸氧。温度逐渐上升之后，钛就会强烈地吸收气体和溶解气体，此时钛的机械性能、塑性和韧性大幅度降低、可能引发焊接头开裂或失效问题。因此，对钛材的焊接接头质量要求很高，每个焊缝必须要100%RT检验，钛材焊接一次合格率直接决定工程的进度，工程质量。

【关键词】钛管焊接缺陷质量控制

1钛管焊缝缺陷及产生机理

当达到250℃则开始吸氧、达到600℃则持续性吸氧、达到700℃则强烈吸氧，而空气中则含有大量的氮和氧。在进行钛管焊接时，因氩弧焊枪形成的氩气气体保护层只能保护好焊接熔池不受空气的有害作用，而对已凝固而处于高温状态附近的焊缝及其附近区域则无保护作用，而处于这种状态的钛管焊缝及其附近的区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力。随氧化程度逐步加重，钛管焊缝颜色发生变化及焊缝塑性下降的规律。银白色（无氧化），金黄色（TiO，轻微氧化），蓝色（Ti2O3，氧化稍为严重），灰色（TiO2，氧化严重）。焊接中极易发生裂纹、气孔等缺陷。

在钛材中，含有相对较少的杂质，因此发生热裂纹的可能性较低；但是如果焊丝的质量不合格，尤其是存在夹层、裂纹等问题，就可能存在大量的杂质，易产生焊接的热裂纹。如果没有采取良好的焊接保护措施，就可能引发热应力裂纹或冷裂纹问题；在焊接过程中，低温区及熔池母材中的氢会扩散到热影响区，同时形成Tic，当处于不利的应力条件下，就会形成裂纹。

在焊接钛材时，气孔缺陷较为常见，主要为焊缝中部气孔及熔合线气孔两种类型；当焊接能量较大的气孔时，大多接近熔合线。在焊接区较易形成焊接气孔，也可能由于对接端面受到水污染、油脂污染而引发气孔缺陷。

（6）整个焊接作业的过程应该处于氩气保护作用下，利用焊炬喷嘴对熔池起到保护作用；焊炬拖罩保护热态焊缝及近缝区的外表面，管内充氩保护焊缝及近缝区的内表面，具体措施分析如下：

①在焊接直径相对较大的管子时，可采用操作人员进入管道内部利用保护罩保护焊接熔池的背面并根据焊把的移动而移动达到保护焊缝根部；

②在焊接直径相对较小的管子或者固定口时，需要在管子内部距离坡口约150-300mm的位置，可采用可溶纸等办法进行密封，将氩气充入其中以排净内部空气。

③在实施焊接之前，应该预充氩气，焊接之后即可延时充氩，确保充分冷却高温区，避免表面氧化问题。

（7）氩弧焊接时其它应注意

焊接熔池及焊接接头的内外表面焊接区域，应采取下列保护措施：

①利用焊炬喷嘴对熔池起到保护作用，选择直径为12-20mm的焊炬喷嘴，将氩气保持在较为稳定的层流状态。

②利用焊炬拖罩，对热态焊缝起到保护作用。结合焊件的形状、尺寸等确定焊炬拖罩的形式即可

③利用管内充氩气的方法，可以保护焊缝或者近缝区的内表面，在管内提前充满氩气、排净空气，同时保持较为微弱的正压，保持流动状态。

在焊接过程中，应该以高频引弧方式为主。确保焊炬提前送气，在进行熄弧时，发挥电流衰减装置及气体延时保护装置的作用，确保弧坑填满，以避免发生氧化问题。在焊接过程中，需要在氩气的保护下完成填充焊丝工作，如果焊丝发生污染或者氧化变色等问题，应该及时清除污染部分。另外，焊接时还应注意电弧的稳定性，防范由于钨极和焊丝、焊件接触而发生夹钨；一旦发生夹钨，则利用磨光机进行清除，需要重新打磨钨级端部，确保符合焊接作业要求。

由上可见，只有全面、客观地掌握钛材料