鈦合金氬弧焊技術的特點及要點

  鈦合金在焊接時我們常用的焊接方式有:氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊等。 3毫米以下厚度用鎢極氬弧焊，3毫米以上用熔化極氬弧焊。氬氣純度不低于99.99﹪，嚴格控制氬氣中空氣和水蒸氣的含量。 焊前進行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面處理。 由于鈦及鈦合金的化學活性大，易被氧氣、氮氣、氫氣污染，所以不能采用焊條電弧焊、氧乙炔(或氧丙烷等)氣焊、C02焊、原子氫焊等方式焊接。

  采用氬弧焊焊接鈦合金管道時通常是現場全位置焊接,其難度比不銹鋼管焊接高得多,對400℃以上的鈦及其合金焊縫區必須要進行保護,因其化學性質特別活潑,很容易吸收有害氣體,導致材料性能下降,甚致出現裂紋。所以在焊接時要特別注意以下幾個事項:

  1、氬弧焊在焊接鈦管及其鈦合金管道時,焊材選用基本上以等強原則,找不到合適的焊材時,可采用從母材上切取的方法來解決;而氬氣的選用將直接影響焊縫的硬度和韌性,對焊接裂紋的產生也有明顯的影響,所以要求選用(特別是純鈦)高純度氬氣(99.99%)。

  2、焊接鈦管切割及破口制作應采用冷加工方法,不得使其過熱而變色。在坡口內外表面不小于20mm范圍內用砂輪或不銹鋼絲輪打磨出金屬光澤，用刮刀修整坡口的毛刺后再打磨光滑，避免在清洗時掛上布絲。

  3、在鈦合金焊接時清洗質量的好壞直接影響到焊接裂紋和氣孔的產生，通常先采用酸洗（3%HF＋35%HNO3＋H2O），再用清水沖洗干凈，最后烘干，焊前用丙酮或酒精擦拭。清洗后的焊口必須馬上焊完，不得超過4h,否則需要重新清洗。清洗時不能使用橡皮手套，應使用白凈棉布手套。

  4、鈦管鈦合金管焊接時焊接區域的保護至關重要，與不銹鋼管道焊接相似，但氣體保護的要求更加嚴格，管內充氬要持續到焊接結束，直到焊接區域溫度降至350℃以下才可停止；管外正面氬氣保護采用大直徑的噴嘴，并使用加長拖罩，為了提高保護效果，當焊接結束時，拖罩并沒有結束，必須等溫度降至200℃以下才能停止送氣，取下拖罩。

  鈦合金管TIG焊接時的操作手法基本上與不銹鋼相似，在保證完全焊透的情況下盡量采用較小的焊接線能量，即快速焊直線運槍和填充焊絲。焊接操作主要注意以下幾點：

  1、焊前預先通一段時間進行置換，可采用明火檢測法對焊口進行檢查，確認管內氣體完全是氬氣后，再進行焊接。采用短弧焊，不擺動焊槍和焊絲。蓋面時即是要擺動，也只是微幅慢速擺動。焊絲端部在焊接過程中不能脫離保護范圍，否則焊絲端部會被氧化，如發現焊絲端部已經氧化，須將氧化部分切去后才能使用。停焊后要滯后送氣，直至焊接區溫度降至300℃以下。焊接時，起弧和收弧點必須在破口內進行不得在母材上起弧和收弧。

  2、送絲的時候不能將焊絲快速地一送一抽填絲，應當慢速均勻地將焊絲往熔池里面送，否則會造成氣體紊亂，影響保護效果。焊接時噴嘴和管口的距離在不影響視線的情況下越低越好，角度為75°左右，但又不能鎢極與母材相碰而引起夾鎢;焊絲與管口的夾角為12°左右。在焊接過程中，必須嚴格控制層間溫度，美韓萬一層要等溫度降至室溫時再繼續焊接下一層。膠皮封堵板與管內徑之間應有0.5～1mm間隙，在焊接時可起到焊前置換管內空氣、焊接過程中釋放多余氬氣和冷卻的作用。焊接時要時刻觀測焊縫表面顏色，以銀白色為最佳，其次為金黃、紫、藍、灰、灰白。

  3、焊接環境很重要，施焊現場必須保持干燥和清潔，焊接時的環境溫度應控制在18°以上；焊接區域沒有穿堂風，焊接熔池和熱影響區絕對禁止水、水汽或其他氣體滲入，否則一定要有遮擋措施，避免焊縫受到污染而影響焊接質量。總之，要焊好鈦及其合金管道，從選焊材、開坡口打磨、清洗烘干、環境措施、氣體保護、工藝參數、焊接操作等每個環節都很重要，認真對待，這樣才能焊出合格的焊接接頭。