1、概述
某公司在施工年產(chǎn)2萬噸KCLO3的榕屏聯(lián)營化工廠二期技改擴建工程中，為提高抗腐能力，生產(chǎn)主干線管道采用了具有強度大，抗腐蝕性能優(yōu)異的TA2純鈦管。管徑為 18至133，壁厚最厚為3mm，管道總長約為300m。
國產(chǎn)工業(yè)純鈦有TA1、TA2和TA3三種，其區(qū)別在于氧、氮、氫等雜質(zhì)的含量不同，三種工業(yè)純鈦依雜質(zhì)增多而代號末尾數(shù)字依次增大，強度指標依次上升。塑性指標依次下降。
常溫下，工業(yè)純鈦的屈服極限及抗拉強度偏低，但擔性及韌性性能良好，抗腐蝕性能優(yōu)良，而且可焊性好，其線脹系數(shù)和導熱系數(shù)都較小。
研究結果表明，由于鈦的熔點高、導熱性差且比熱小，焊接過熱區(qū)的塑性比焊接接頭其它區(qū)域差，因此，隨著焊接線能的增大，過熱區(qū)高溫停留時間長，冷卻速度緩慢，其結果使過熱區(qū)出現(xiàn)顯著的粗大晶粒，導致過熱區(qū)的塑性有些下降。如果進行快速冷卻，會形成更多更細的過飽和固溶體，這種過飽和固溶體對焊縫塑性及韌性有一定的削弱作用。
實踐表明．過快的冷卻速度和過慢的冷卻速度都會使焊接處塑性不符合要求。合適的冷卻速度在10—200℃/S范圍內(nèi)，在板厚一定時，冷卻速度基本是由焊接線能量決定。
2、鈦管焊接
2.1 焊前準備
(1)直流氬弧焊機：型號ZX-400為防止夾鎢，需帶高頻引弧裝置；為使弧坑填滿，需有電流衰減裝置；為避免焊接在高溫下被大氣污染，需有氣體延時保護裝置。因鈦焊接熔點高、電流量大，故電源線需通冷卻水來散熱。(2)焊接輔材：焊絲為ERTA1，氬氣純度為≥99.99％，選用鎢極棒。(3)坡口：刨削單V形坡口。(4)承焊平臺：為了焊工能輕松、簡便迅速地施焊，需制一些承焊滾輪平臺。(5)進行焊接試驗，得出主要參數(shù)見表1。
| 管壁 mm | ≤2 | 3-4 |
| 坡口角度 | 形式 | I | I 或60°V 型 |
| 純邊mm | | 1-1.5 |
| 間隙 mm | 0~1 | 0-1 |
| 焊絲 | 牌號 | ERTA2 | ERTA2 |
| 直徑 mm | φ2 | φ2 |
| 鎢絲直徑 mm | φ1.6 | φ2.0 |
| 噴嘴孔徑 mm | φ12-16 | φ16-20 |
| 焊接層次 | 1 | 2 |
| 層間溫度℃ | ≤200 | ≤200 |
| 焊接電流 A | 40-70 | 80-110 |
| 焊接電壓 V | 10-12 | 12-14 |
| 焊接速度 cm/ mm | 7.5-10 | 10-15 |
| 氪氣流量 I/ min | 焊炬 | 8-1 2 | 12-15 |
| 管內(nèi) | 8-10 | 10-15 |
2.2焊接
(1)在清潔封閉的室內(nèi)環(huán)境進行施焊時，周圍風速低于2 ，鈦材焊接區(qū)必須與鋼鐵作業(yè)區(qū)隔開，地面鋪橡膠皮避免和鐵器接觸，嚴禁含有鐵粉的空氣中施焊。(2)采用不帶保護罩、分段間歇焊接方法，焊接操作方法如下：每小段焊縫從引弧至熄弧時間約5S，焊接長度10～15mm，且延長滅弧后氬氣延時時間20一25S，使焊炬內(nèi)噴出氬氣保護高溫下的焊縫冷卻至250℃以下，待焊縫冷卻到500℃以下再以同樣的方法續(xù)焊，直至焊接焊縫全部結束。(3)焊接時要控制熔池小，處理好段與段之間的接續(xù)，避免產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象。(4)管內(nèi)進行充滿氬氣保護，以防管內(nèi)焊縫被氧化成灰色。(5)焊絲用丙酮清洗干凈，坡口在每側25mm周圍同樣用丙酮清洗干凈。(6)焊后處理：焊縫及熱影響區(qū)進行酸洗處理，酸洗后要用清水沖洗，防止酸液殘留。
3、焊后質(zhì)量檢驗
采用上述工藝參數(shù)進行的鈦管焊接，經(jīng)斷面宏觀及低倍金相檢驗，在焊縫內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，其微觀無沿量 穿晶裂紋，溶合好，對鈦管做0.5Mpa的水壓試驗，均未發(fā)現(xiàn)泄漏。
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