钛焊管的焊接的注意事项有哪些？

钛焊管的焊接的注意事项有哪些？

1.钛的焊接性分析

钛是一种活性金属，能在室温下形成含氧致密的氧化物薄膜，保持高的稳定性和耐腐蚀性。540℃以上生成的氧化膜则不致密。高温下钛与氧、氮、氢反应速度较快，钛在300℃以上快速吸氢，400℃以上开始吸氧、吸氮，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮。氧气、氮对钛的溶解使钛的塑性和韧性降低，氢对钛的溶解使钛的脆性增强，韧性急剧下降。碳通过间隙固溶于钛，提高钛的强度，降低塑性，碳含量超过溶解度时，会产生硬脆的TiC，呈网状分布，容易产生裂纹。此外，钛的熔点高，比热及导热系数小，冷却速度慢，焊接热影响区在高温下停留时间长，高温极易过热粗化，造成接头塑性下降。钛的可焊性可以从钛的上述特性来分析。为了保证焊接接头的性能，应控制碳、氮、氧和氢的侵入。因此，如何在高温下保持钛的清洁和保护是关键问题。同时，应控制焊接接头的温度，避免过热影响焊接接头的性能。氩是惰性气体，既不与钛形成固溶体，也不与其他元素发生反应，因此钛的焊接适用于氩弧焊，但氩气的纯度应很高，一般纯度≥99.99%。

2.焊前准备

（1）焊接场地及环境

焊接环境应清洁、无烟、无尘、独立。施焊环境的自然条件为：风速≥1.5m/s，相对湿度＞80%，温度＜5℃，雨雪无防时不得施焊。例如，在钢结构车间焊接时，应将钛焊接区与钢结构区分开，防止铁粉、气体等有害杂质的污染；焊接应远离通风口和开启门窗，现场应铺设橡胶垫。

(2)保护罩的制作，为了使钛在高温区(200℃以上)完全受到氩气的保护，必须制作保护效果好、焊接操作方便的保护罩。因为保护罩的结构直接影响到焊接质量和焊接效率，所以经过多次结构设计和焊接试验，最终确定了保护罩的结构形式。另外氩的比重高于空气，因此保护罩制作时可以考虑在保护罩上方留有操作孔。

(3)坡口加工坡口应进行加工，例如，坡口应使用坡口机、气动内磨机、氧化铝或碳化硅砂轮抛光片等工具进行加工。加工坡口时，请慢慢加工(或用冷却水冷却)，以免加工时温度过高。切削后的坡口表面应平整光滑，不能有裂纹、层状、夹杂、毛刺、飞边及氧化色等，坡口表面及两侧30mm以内的金属光泽为银白色。

(4)焊接前清扫焊丝、坡口表面和两侧20mm范围内进行表面清扫。可根据表面污染程度选用脱脂、机械清理或化学清洗，机械清理时允许使用不锈钢丝刷。焊接前应用丙酮或无水乙醇等溶剂清洗槽和焊丝，清洗后不要触摸手，及时在4小时内焊接，过期焊接应再次清洗。清洁焊丝不得随意扔到地上，应放置在清洁钛管内，以防再次污染。

3.焊接

（1）焊接工艺评定

按NB/T47014—2011进行焊接工艺评定，焊接工艺评定所用钛管材料为TA2，钛管规格为φ45mm×3mm。在准备预焊程序时，应以焊接可操作性和良好的焊接接头性能为原则。为保证钛盘管施焊的焊接接头满足使用要求，焊接工艺评定试验时按预焊接工艺规程进行。所用氩弧焊焊机型号为WSM315，采用高频引弧，氩气采用纯氩（99.99%Ar）。焊接工艺评定试验结果可知焊接工艺评定试验结果合格。

（2）切片腐蚀试验

为了检验焊接接头的耐蚀性，采用氩弧焊焊接一个钛管试件，封口时均采用通水保护，其中中间焊缝特意不进行保护，焊缝呈黄色，部分呈蓝色，其余为银白色。钛管试件切片取样，取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后进行腐蚀试验，结果表明，银白色焊缝有轻微腐蚀，而蓝色金黄色焊缝腐蚀严重，表明在焊接过程中，经通水保护的焊缝同样耐腐蚀。

（3）钛盘管的焊接

焊缝工艺评定试验和腐蚀试验合格后，方可施焊产品。依据焊接工艺评定编制焊接工艺规程，依据焊接工艺规程的参数及要求进行盘管的焊接。由于盘管较长，拼焊时比较重，手动旋转比较困难，所以盘管可以放在可旋转的支撑轮上，可以旋转焊接。同时先采用7根直钛管一组进行组焊后一道焊接，焊接时分两层，打底焊时管内通纯氩气进行保护（先通氩10~15min，将管内的空气排净才可以焊接），焊接处管外用保护罩进行保护，待焊的焊口用胶带密封住，将管口用胶带密封并插入氩气管通氩气，最后一个管口胶带密封，并打几个小孔，以便排除空气和氩气。所有焊接口焊接底部焊接后进行盖面焊接，盖面焊接时保护管内的水，注意水必须填充管内，防止管内留有空气，管外用保护罩通过氩气。焊接时，钛管的温度必须随时控制在200℃以下。