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化工设备用钛盘管的焊接准备及焊接工艺

发布时间 :2020-07-28 14:51:54 浏览次数 :

钛的熔点高,比热及导热系数小,冷却速度慢,焊接热影响区在高温下停留时间长, 高温极易过热粗化,造成接头塑 性下降,从上述钛的特性可以分析出 钛的焊接性,要保证其焊接接头,性能,应避免碳、氮、氧及氢等元素的侵入,因此如何使钛在高温范围内保持清洁和处于被保护状态是关键问题,同时控制焊接 接头的温度,避免过热而影响焊 接接头的性能,氩气是惰性气体, 既不与钛形成固溶体,也不与其 他元素发生反应,因此钛的焊接 适用于氩弧焊,但焊接钛盘管时氩气的纯度要求很严,一般纯度≥99.99%。

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1、焊前准备

1)焊接场地及环境 

施焊环境应该是洁净、无烟、无尘, 独立的区域,施焊环境的自然条件为:风速≥1.5m/s,相对湿度 >80%,温度<5℃,雨雪无防时不得施焊,如在钢铁作业的车间施焊,钛材的焊接区应与钢 铁区隔开,并防止铁粉及气体等 有害杂质的污染;焊接时应远离 通风口和敞开的门窗,场地应铺设橡胶软垫。

2)保护罩的制作 为了使钛在高温区(200℃以上)完全处于氩气的保护下,必须制 作保护效果好又便于焊接操作的保护罩,由于保护罩结构的好坏 直接影响焊接质量和焊接效率, 所以经过多次结构设计和焊接试验,最后确定保护罩采用所示的结构,另外氩的比重高于空气,因此保护罩制作时可以考虑在保护罩上方留有操作孔。

3)坡口加工 坡口应用机械加工,如使用坡口机、风 动内磨机、氧化铝或碳化硅砂轮,磨光片等工具加工坡口,坡口加工时应慢速加工(或用冷却水冷却),防止加工时温度过高。加工后的坡口表面应平整、光滑, 不得有裂纹、分层、夹杂、毛 刺、飞边和氧化色等,坡口表面 及其两侧50mm范围内应呈银白色金属光泽面。

4)焊前清理 焊丝、坡口表面及两侧30mm范围内应进行表面清理。可根据表面污染程 度选用脱脂、机械清理或化学 清洗,机械清理时允许使用不锈钢钢丝刷,施焊前应用丙酮或无水酒精等溶剂清洗坡口和焊丝,清洗以后不得用手直接触摸,并在 2小时内及时施焊,过期未焊应重新清洗。清洗干净的焊丝不得随意 抛在地上,应放在洁净的焊丝筒内,以防再次污染。

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2、焊接

1)焊接工艺评定

按N B/T47014—2011进行焊接工艺评定,焊接工艺评定所用 钛管材料为TA 2 ,钛管规格为 φ57m m×4mm,编制预焊接工艺规程时应以焊接可操作性和得 到优异的焊接接头性能为原则, 为保证钛盘管施焊的焊接接头满 足使用要求,焊接工艺评定试验 时按预焊接工艺规程进行。所用氩弧焊焊机型号为WSM400,采用高频引弧,氩气采用纯氩。焊接工艺评定试验结果可知焊接工艺定试验结果合格。

2)切片腐蚀试验

为验证焊接接头是否耐腐蚀,采用氩弧焊焊接一个钛管试件,盖面焊时均为通水保护,其中中间一条 焊缝在焊接时特意不进行保护, 焊缝颜色呈黄色并部分带蓝色, 其余焊缝均为银白色,然后对钛管试件进行切片取样,取样后用 30%硫酸(煮沸)侵泡24h进行 腐蚀试验可看出,银白色的焊缝有轻微腐蚀, 而金黄带蓝色的部位严重腐蚀,说明焊接时通水保护好的焊缝同 样具有好的耐腐蚀性。

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3)钛盘管的焊接

焊接工艺评定试验及腐蚀试验结果合格后,才可以进行产品的施焊。 依据焊接工艺评定编制焊接工艺 规程,依据焊接工艺规程的参数 及要求进行盘管的焊接。由于盘 管较长,拼焊时较重,手工转动 较难,因而将盘管放在可以转动 的支撑轮上,焊接时可以转动焊。同时先采用6根直钛管一组进行组焊后一道焊接,焊接时分两层,打底焊时管内通纯氩气进行保护先通氩10~20min,将管内的空气排净才可以焊接,焊接处管外用保护罩进行保护, 焊的焊口用胶带密封住,第一个管口用胶带密封并插入氩气管通 氩气,最后一个管口胶带密封, 并打几个小孔,以便排除空气和 氩气。所有焊口焊完打底焊后再进行盖面焊,盖面焊时管内通水进 行保护,注意水必须灌满管内, 以防管内留有空气,管外用保护 罩通氩气。

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