钛及钛合金焊接方法

许使母材产生过热变色。*坡口及焊丝清理，坡口及其两 侧各25mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：磨 光机打磨—砂纸轮抛光—丙酮清洗
。焊丝也用沾丙酮的海绵擦拭干净，并仔细的检查母材 坡口附近和焊丝有无裂纹和夹层，如有，清除后再焊接 作业。清洗后不能直接进行焊接作业，待
坡口端面晾干后方可以作业。如不能及时焊接，应用自 粘胶带及塑料(9115,-130.00,-1.41%)布对坡口予以保护。 清理时间到焊
分冷却，防止表面氧化。3.焊接操作注意事项(1)施焊时， 焊丝与焊件间夹角尽量保持最小，基本上不作横向拨动， 当需要摆动时，频率要低，幅
度不要太快，而且送丝要平稳。焊接过程中填充焊丝应 始终保持在氩气的保护之下。熄弧后焊丝不得立即暴露 在大气中，应在焊缝脱离保护时取出。焊
丝如被污染、氧化变色时，污染部分应予以切除。(2)不 得在焊件表面引弧或试验电弧；焊接中应确保起弧与收 弧的质量；收弧时应将弧坑填满，多
应低于99.99%，露点不应高于-40℃，当瓶装氩气的压力 低于0.981MPa时不宜使用。对焊接熔池及焊接接头内外 表面温度高于400
℃的区域均采用氩气保护。(3)焊前准备*应采取有效的措 施避免在焊接过程中出现钢与钛互溶，焊接场地洁净， 避免使用铁制工具。*坡口加工，
管材切割后，采用砂轮机打磨出坡口，坡口角度为单边 30°±2.5°，钝边0.5～1.5mm。加工坡口 不允
层焊的层间接头应相互错开。(3)除有特殊要求外，每条 焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，再焊时必须进 行检查，确认无裂纹后方可继续施焊
。(4)如果焊接作业时不慎出现夹钨时，应停止焊接作业， 用磨光机清除钨点，钨级端部重新打磨，达到要求后方 可重新进行焊接作业，要求与开始
焊接作业相同。(5)为了减少焊接变形，焊前在接头坡口 间进行定位焊，定位焊应与正式的焊接工艺相同，定位 焊的焊缝长度宜为10～15mm，
染所致。2.焊接工艺(1)焊接方法焊接方法采用GTAW，采 用直流正接，使用带有高频引弧和衰减熄弧装置的焊机。 (2)焊接材料焊丝的选用
应使在正常焊接工艺下的焊缝在焊后状态的抗拉强度不 低于母材退火状态的标准抗拉强度下限值，焊缝焊后状 态的塑性和耐蚀性能不低于退火状态下的
母材或与母材相当，焊接性能良好，能满足制造和使用 的要求。选择的焊丝为ERTi-2，其化学成份见表1。保护 气体的选用：焊接用氩气纯度不
高宜为2～4mm，且不超过壁厚的2/3。定位焊的焊缝不 得有裂纹及其它缺陷，定位焊焊缝两端，宜磨成缓坡形。 (6)钛管焊接环境若出现下列
情况之一，而未采取防护措施时应停止焊接：风速≥2m/s； 相对湿度大于90%；下雨下雪；温度低于0℃。(7)焊缝返 修工艺与原焊接工艺相
同。同一部位的返修次数不得多于两次，若需二次返修 时，应制定返修措施。经焊接责任工程师批准后进行， 并应在施工记录中注明。4.焊接检验(
备无损检测》JB4730-2005执行。
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1)焊工应对焊好的焊道表面进行清理，要求外观良好。宽 度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，角焊缝的焊脚高度符 合设计规定，外形平稳过渡。表面
质量应符合下列要求：不允许有咬边、裂纹、未熔合、 气孔、夹渣、飞溅存在；焊缝余高：当壁厚小于5mm时， 为0～1.5mm；当壁厚大于5m
m时，为1～2mm；c焊缝表面错边量不应大于壁厚的10%， 且不大于1mm。(2)底层焊道均应进行渗透检验，检测方 法按《压力容器无损检
测》JB4730执行，以无裂纹和其他任何表面缺陷为合格。 (3)对每道焊缝表面进行色泽检查，其颜色的变化就是表 面氧化膜在不同温度下的颜
色变化，它们的力学性能也不相同。合格标准见表3。注： 区别低温氧化和高温氧化的方法宜采用酸洗法。经酸洗 能除去紫色、蓝色者为低温氧化，除
不掉者为高温氧化，酸洗技术条件见表4。注：酸洗后立 即用清水冲洗干净、晾干。(4)RT检验所有焊道100%RT探 伤，检测方法按《承压设
1.焊接性分析(1)间隙元素沾污引起脆化钛在高温下有很 强的化学活泼性。钛在300℃以上快速吸氢，600℃以上 快速吸氧，700℃以上快
速吸氮。所以钛在焊接过程及焊后冷却过程中若得不到 有效保护，必然引起塑性下降，脆性增加。一般钛材中 碳的质量分数控制在0.1%以下。碳超
过其溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，容易引起 裂纹。(2)热裂纹由于钛及钛合金杂质含量少，故不易产 生热裂纹，但如果焊丝质量不合
保护热态焊缝及近缝区的外表面，管内充氩保护焊缝及 近缝区的内表面，具体措施：直径较大的管子焊接时， 管内工作人员戴上防毒面具，手持保护罩
对焊接熔池背面进行保护；直径较小的管子或固定口焊 接时，在管子内表面距离坡口150～300mm(根据可操作 性取较大值)处采用可溶纸密封
，再塞入一团可溶纸防止管内气压过大将密封可溶纸破 坏，然后充入氩气将管内空气排净。焊接前必须充分预 充氩气，焊后应延时充氩，以使高温区充
格，特别是焊丝存在裂纹、夹层等缺陷，存在大量杂质 时，则可能引起焊接热裂纹。(3)热影响区可能出现延迟 裂纹焊接时由于熔池和低温区母材中
的氢向热影响区扩散，引起热影响区氢的聚集，在不利 的应力条件下会引起裂纹。(4)气孔气孔是焊接钛及钛合 金时最常见的缺陷。一般有两类，焊
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缝中部气孔和熔合线气孔。在焊接线能量较大时气孔一 般位于熔合线附近。焊缝气孔的形成原因主要在于焊接 区，特别是由于对接端面被水分、油脂污
接时间不超过2小时，焊工用手套应洁净，用前须用无水 乙醇(或丙酮)清洗，避免将棉质纤维附于焊件表面。*焊 接施工前，应根据焊接工艺评定编
制焊接作业指导书，焊工应按指定的焊接作业指导书施 焊。*(4)焊接工艺参数(见表2)*焊接时选择的工艺参数在 保证焊缝成形良好的情况下，
选用小线能量焊接，层间温度不得高于200℃，防止高温 时间过长晶粒长大。*焊接作业均应在氩气保护下进行： 采用焊炬喷嘴保护熔池，焊炬拖罩