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，會產生硬脆的TiC，呈網狀分布，容易產生裂紋。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，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，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%。

2.焊前準備

（1）焊接場地及環(huán)境

焊接環(huán)境應清潔、無煙、無塵、獨立。施焊環(huán)境的自然條件為：風速≥1.5m/s，相對濕度＞80%，溫度＜5℃，雨雪無防時不得施焊。例如，在鋼結構車間焊接時，應將鈦焊接區(qū)與鋼結構區(qū)分開，防止鐵粉、氣體等有害雜質的污染；焊接應遠離通風口和開啟門窗，現(xiàn)場應鋪設橡膠墊。

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

(3)坡口加工坡口應進行加工，例如，坡口應使用坡口機、氣動內磨機、氧化鋁或碳化硅砂輪拋光片等工具進行加工。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30mm以內的金屬光澤為銀白色。

(4)焊接前清掃焊絲、坡口表面和兩側20mm范圍內進行表面清掃。可根據(jù)表面污染程度選用脫脂、機械清理或化學清洗，機械清理時允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應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小時內焊接，過期焊接應再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上，應放置在清潔鈦管內，以防再次污染。

3.焊接

（1）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，焊接工藝評定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，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，經通水保護的焊縫同樣耐腐蝕。

（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)及要求進行盤管的焊接。由于盤管較長，拼焊時比較重，手動旋轉比較困難，所以盤管可以放在可旋轉的支撐輪上，可以旋轉焊接。同時先采用7根直鈦管一組進行組焊后一道焊接，焊接時分兩層，打底焊時管內通純氬氣進行保護（先通氬10~15min，將管內的空氣排凈才可以焊接），焊接處管外用保護罩進行保護，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行蓋面焊接，蓋面焊接時保護管內的水，注意水必須填充管內，防止管內留有空氣，管外用保護罩通過氬氣。焊接時，鈦管的溫度必須隨時控制在200℃以下。