鈦管道焊接質(zhì)量控制的研究

精品文檔-下載后可編輯鈦管道焊接質(zhì)量控制的研究【摘要】鈦材是一種具有良好耐腐蝕性的材料，廣泛應(yīng)用在PTA等化工裝置中，鈦具有較為活躍的化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)處于高溫環(huán)境下，較易吸收和溶解氣體；在不熔化的條件下，當(dāng)達(dá)到250℃則開始吸氧、達(dá)到600℃則持續(xù)性吸氧、達(dá)到700℃則強(qiáng)烈吸氧。溫度逐漸上升之后，鈦就會(huì)強(qiáng)烈地吸收氣體和溶解氣體，此時(shí)鈦的機(jī)械性能、塑性和韌性大幅度降低、可能引發(fā)焊接頭開裂或失效問題。因此，對(duì)鈦材的焊接接頭質(zhì)量要求很高，每個(gè)焊縫必須要100%RT檢驗(yàn)，鈦材焊接一次合格率直接決定工程的進(jìn)度，工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】鈦管焊接缺陷質(zhì)量控制

1鈦管焊縫缺陷及產(chǎn)生機(jī)理

當(dāng)達(dá)到250℃則開始吸氧、達(dá)到600℃則持續(xù)性吸氧、達(dá)到700℃則強(qiáng)烈吸氧，而空氣中則含有大量的氮和氧。在進(jìn)行鈦管焊接時(shí)，因氬弧焊槍形成的氬氣氣體保護(hù)層只能保護(hù)好焊接熔池不受空氣的有害作用，而對(duì)已凝固而處于高溫狀態(tài)附近的焊縫及其附近區(qū)域則無保護(hù)作用，而處于這種狀態(tài)的鈦管焊縫及其附近的區(qū)域仍有很強(qiáng)的吸收空氣中的氮及氧的能力。隨氧化程度逐步加重，鈦管焊縫顏色發(fā)生變化及焊縫塑性下降的規(guī)律。銀白色（無氧化），金黃色（TiO，輕微氧化），藍(lán)色（Ti2O3，氧化稍為嚴(yán)重），灰色（TiO2，氧化嚴(yán)重）。焊接中極易發(fā)生裂紋、氣孔等缺陷。

在鈦材中，含有相對(duì)較少的雜質(zhì)，因此發(fā)生熱裂紋的可能性較低；但是如果焊絲的質(zhì)量不合格，尤其是存在夾層、裂紋等問題，就可能存在大量的雜質(zhì)，易產(chǎn)生焊接的熱裂紋。如果沒有采取良好的焊接保護(hù)措施，就可能引發(fā)熱應(yīng)力裂紋或冷裂紋問題；在焊接過程中，低溫區(qū)及熔池母材中的氫會(huì)擴(kuò)散到熱影響區(qū)，同時(shí)形成Tic，當(dāng)處于不利的應(yīng)力條件下，就會(huì)形成裂紋。

在焊接鈦材時(shí)，氣孔缺陷較為常見，主要為焊縫中部氣孔及熔合線氣孔兩種類型；當(dāng)焊接能量較大的氣孔時(shí)，大多接近熔合線。在焊接區(qū)較易形成焊接氣孔，也可能由于對(duì)接端面受到水污染、油脂污染而引發(fā)氣孔缺陷。

（6）整個(gè)焊接作業(yè)的過程應(yīng)該處于氬氣保護(hù)作用下，利用焊炬噴嘴對(duì)熔池起到保護(hù)作用；焊炬拖罩保護(hù)熱態(tài)焊縫及近縫區(qū)的外表面，管內(nèi)充氬保護(hù)焊縫及近縫區(qū)的內(nèi)表面，具體措施分析如下：

①在焊接直徑相對(duì)較大的管子時(shí)，可采用操作人員進(jìn)入管道內(nèi)部利用保護(hù)罩保護(hù)焊接熔池的背面并根據(jù)焊把的移動(dòng)而移動(dòng)達(dá)到保護(hù)焊縫根部；

②在焊接直徑相對(duì)較小的管子或者固定口時(shí)，需要在管子內(nèi)部距離坡口約150-300mm的位置，可采用可溶紙等辦法進(jìn)行密封，將氬氣充入其中以排凈內(nèi)部空氣。

③在實(shí)施焊接之前，應(yīng)該預(yù)充氬氣，焊接之后即可延時(shí)充氬，確保充分冷卻高溫區(qū)，避免表面氧化問題。

（7）氬弧焊接時(shí)其它應(yīng)注意

焊接熔池及焊接接頭的內(nèi)外表面焊接區(qū)域，應(yīng)采取下列保護(hù)措施：

①利用焊炬噴嘴對(duì)熔池起到保護(hù)作用，選擇直徑為12-20mm的焊炬噴嘴，將氬氣保持在較為穩(wěn)定的層流狀態(tài)。

②利用焊炬拖罩，對(duì)熱態(tài)焊縫起到保護(hù)作用。結(jié)合焊件的形狀、尺寸等確定焊炬拖罩的形式即可

③利用管內(nèi)充氬氣的方法，可以保護(hù)焊縫或者近縫區(qū)的內(nèi)表面，在管內(nèi)提前充滿氬氣、排凈空氣，同時(shí)保持較為微弱的正壓，保持流動(dòng)狀態(tài)。

在焊接過程中，應(yīng)該以高頻引弧方式為主。確保焊炬提前送氣，在進(jìn)行熄弧時(shí)，發(fā)揮電流衰減裝置及氣體延時(shí)保護(hù)裝置的作用，確?；】犹顫M，以避免發(fā)生氧化問題。在焊接過程中，需要在氬氣的保護(hù)下完成填充焊絲工作，如果焊絲發(fā)生污染或者氧化變色等問題，應(yīng)該及時(shí)清除污染部分。另外，焊接時(shí)還應(yīng)注意電弧的穩(wěn)定性，防范由于鎢極和焊絲、焊件接觸而發(fā)生夾鎢；一旦發(fā)生夾鎢，則利用磨光機(jī)進(jìn)行清除，需要重新打磨鎢級(jí)端部，確保符合焊接作業(yè)要求。

由上可見，只有全面、客觀地掌握鈦材料