钛管以其轻质、高强度和出色的耐腐蚀性,在航空航天、化工、医疗等领域广泛应用。不过,由于钛的化学性质活泼,焊接时易与空气中的氧、氮、氢等元素发生反应,影响焊接质量,所以掌握钛管焊接技术要点至关重要。
焊前准备工作直接关乎焊接质量。首先是坡口加工,应采用机械加工或等离子切割等冷加工方法,防止过热使母材变色。切割后,用氧化铝砂轮机打磨出合适坡口,一般为单V型70 - 80°坡口,减少焊接层数,降低吸气量。接着是清理工作,对坡口及其两侧各50mm以内的内外表面,先以磨光机打磨、砂纸轮抛光,再用丙酮清洗,去除油污、氧化膜等杂质;焊丝也用沾丙酮的海绵擦拭干净,并存放于专用盒内。清理后的焊件若放置超过2小时,需重新清理。此外,操作人员务必佩戴洁净手套,避免污染焊件。
焊接过程中,
焊接方法常选手工钨极氩弧焊(GTAW),保护气则要用纯度99.995%以上、含水量不大于50Mg%m³的氩气,对焊接熔池及温度高于400℃的区域全面保护。焊接规范参数需严格控制,选用小线能量焊接,电流一般6 - 35KJ/cm,采用小电流、慢速焊,层间温度不高于200℃,防止晶粒长大。充氩保护也很关键,管径DN≥450mm时,管内人员戴防毒面具,手持保护罩保护熔池背面;DN<450mm或固定口焊接时,整体充氩保护,在管内距坡口150 - 300mm处用可溶纸密封,充入氩气排净空气,且焊接前充分预充氩气,焊后延时充氩。填充焊丝要始终处于氩气保护下,熄弧后焊丝不能立即暴露在大气中,若被污染、氧化变色,污染部分需切除。同时,严禁在焊件表面引弧或试验电弧,收弧时填满弧坑,多层焊层间接头错开;除特殊情况,焊缝应一次连续焊完,中断后再焊需先检查有无裂纹;出现夹钨时,及时用磨光机清除钨点,重新打磨钨极。
焊接完成后,需对焊缝进行严格检验。外观检验要求焊缝宽度每边盖过坡口边缘2mm左右,角焊缝焊脚高度符合设计规定,表面无裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅和焊瘤等缺陷;焊缝余高、错边量、咬边深度等也有相应标准。颜色检验通过观察焊缝表面颜色判断保护效果,银白色最佳,深兰色则不合格。还要进行渗透检验(PT)和射线探伤检验(RT),PT检验用于检查根部焊道有无裂纹及其他表面缺陷,RT检验对所有焊道进行100%探伤,确保焊缝内部质量。