钛筒体焊缝焊接保护装置的优化设计

钛筒体焊缝焊接保护装置的优化设计

文章对钛材容器筒体纵焊缝焊接保护装置进行优化设计，通过一种新的钛焊缝焊接背面保护方法，确保焊缝的焊接质量，提高制造生产效率，并在企业制造钛材设备中得到广泛应用。

标签：钛材容器；焊接；保护装置

1 引言

钛是一种稀有金属，其耐腐蚀性优于不锈钢。钛在高温下，化学性质活泼，300℃以上会快速吸氧，在熔融状态下几乎能和任何元素起化合作用，因此它的可焊性具有与碳钢、不锈钢等不同的显著特点，不能采用手工电弧焊、气焊等方法，只能采用在惰性气体或者真空条件下的氩弧焊。钛焊缝焊接时对于400℃以上的高温区焊缝要给予充分的保护，这是保证焊接质量的关键。

2 钛筒体焊缝焊接工艺

2.1 焊接工序流程[1]

焊接坡口、焊丝用丙酮或乙醇清洗脱脂100%清洗→双面氩气保护→装配、点焊→手工钨极氩弧焊双面焊接→3%HF+35%HNO3酸洗液焊缝清洗→清水冲洗焊缝→100%RT无损检测。

2.2 存在的不足

在焊接完全满足工艺参数的情况下，有时钛焊缝会出现金黄色→紫色过渡的淡黄颜色。因为气体保护效果的好坏，可以从钛焊缝表面的颜色加以判断，所以这种颜色的焊缝说明氩气保护效果不好，焊缝高温氧化，焊缝的性能下降。分析原因，主要是由于焊缝背部保护罩对焊缝的保护时间不够，导致筒体焊接质量不合格，影响企业正常生产进度，成为制约钛设备制造的难题。

3 钛筒体焊缝焊接保护装置优化

3.1 焊缝保护新方法

综合分析钛焊缝背部保护不好的原因，主要是由于保护焊缝的背部罩移动速度过快，在焊缝还没有完全降温到300℃以下时，就失去了保护作用，所以要设计一种新的保护装置，确保氩气对钛焊缝的保护时间，提高焊接速度，从根本上解决此类问题。

3.2 钛焊缝背部保护装置

设计的钛焊缝背部保护罩如图1所示：保护罩支架用不锈钢制作，外层包紫铜皮，与钛接触的地方均要垫上橡胶。

3.3 钛焊缝背部保护装置使用原理

如图1所示，支架的作用是既能固定筒体，又能根据筒体的长度前后调节固定座的位置，还能根据筒体的直径上下调节保护罩的高度，保证在焊接筒体时，筒体稳定性好，并且使焊缝完全处在稳定氩气层流的保护下。

焊接时先通氩氣，保证保护罩里面的空气被氩气完全置换；在槽钢内设有铜网，它起到气筛和使气体均匀分布的作用，能使氩气流动更加平稳，形成稳定的层流，焊接保护效果较好。

开通冷却水阀门，根据焊接的线能量调节冷却水流量，能在短时间内把焊缝冷却下来，不与空气接触，焊缝不被氧化，从而确保筒体焊接质量。

4 结束语

本文对钛焊缝保护装置进行优化设计，在企业钛材设备制作中使用本保护装置，焊接出的焊缝呈现银白色，这表明了焊缝的保护措施好，焊接质量高，充分说明了对钛焊缝保护措施的优化设计是可行的。

参考文献

[1]张翥.钛业技术[M].北京：冶金工业出版社，2011：165-217.