鈦管以其輕質、高強度和出色的耐腐蝕性,在航空航天、化工、醫療等領域廣泛應用。不過,由于鈦的化學性質活潑,焊接時易與空氣中的氧、氮、氫等元素發生反應,影響焊接質量,所以掌握鈦管焊接技術要點至關重要。
焊前準備工作直接關乎焊接質量。首先是坡口加工,應采用機械加工或等離子切割等冷加工方法,防止過熱使母材變色。切割后,用氧化鋁砂輪機打磨出合適坡口,一般為單V型70 - 80°坡口,減少焊接層數,降低吸氣量。接著是清理工作,對坡口及其兩側各50mm以內的內外表面,先以磨光機打磨、砂紙輪拋光,再用丙酮清洗,去除油污、氧化膜等雜質;焊絲也用沾丙酮的海綿擦拭干凈,并存放于專用盒內。清理后的焊件若放置超過2小時,需重新清理。此外,操作人員務必佩戴潔凈手套,避免污染焊件。
焊接過程中,
焊接方法常選手工鎢極氬弧焊(GTAW),保護氣則要用純度99.995%以上、含水量不大于50Mg%m³的氬氣,對焊接熔池及溫度高于400℃的區域全面保護。焊接規范參數需嚴格控制,選用小線能量焊接,電流一般6 - 35KJ/cm,采用小電流、慢速焊,層間溫度不高于200℃,防止晶粒長大。充氬保護也很關鍵,管徑DN≥450mm時,管內人員戴防毒面具,手持保護罩保護熔池背面;DN<450mm或固定口焊接時,整體充氬保護,在管內距坡口150 - 300mm處用可溶紙密封,充入氬氣排凈空氣,且焊接前充分預充氬氣,焊后延時充氬。填充焊絲要始終處于氬氣保護下,熄弧后焊絲不能立即暴露在大氣中,若被污染、氧化變色,污染部分需切除。同時,嚴禁在焊件表面引弧或試驗電弧,收弧時填滿弧坑,多層焊層間接頭錯開;除特殊情況,焊縫應一次連續焊完,中斷后再焊需先檢查有無裂紋;出現夾鎢時,及時用磨光機清除鎢點,重新打磨鎢極。
焊接完成后,需對焊縫進行嚴格檢驗。外觀檢驗要求焊縫寬度每邊蓋過坡口邊緣2mm左右,角焊縫焊腳高度符合設計規定,表面無裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺和焊瘤等缺陷;焊縫余高、錯邊量、咬邊深度等也有相應標準。顏色檢驗通過觀察焊縫表面顏色判斷保護效果,銀白色最佳,深蘭色則不合格。還要進行滲透檢驗(PT)和射線探傷檢驗(RT),PT檢驗用于檢查根部焊道有無裂紋及其他表面缺陷,RT檢驗對所有焊道進行100%探傷,確保焊縫內部質量。