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钛板钛管的焊接研究及焊接设备

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-12-29 12:33:56
钛及钛合金焊接时,很容易吸收空气中的气、氢和氮,严重影响焊接质量。因此,钛及钛合金焊接时,对熔池全面及高温部信(400℃~650℃以上)焊缝区必需严加维护,为此,钛及钛合金焊接时必需采取特殊的维护措施,即采用喷尺寸较大的焊矩,以扩大气体维护区面积,当喷嘴缺乏以维护焊缝及近缝区高温金属时,需附充氩保护拖罩。焊缝和近缝区颜色是维护效果的标翅。银白色表示维护效果最好,黄色为轻微氧化,一般是允许的外表颜色应符合表。先制备了一个简易拖罩。如图(a氩气从进气口进入分布管,考虑到工程使用的实用性、高效性。穿过分布管孔直接进入维护区。采用这种拖罩,焊接维护效果不是很好,焊道呈深蓝色。据分析是气流从分布管直接进入维护区。气流不是很均匀、平稳,使高温焊道维护不好被氧化。
 
钛板与钛管的焊接结构。纯钛板厚度分别为0.2mm和1mm,纯钛管的尺寸为16mmxlmm。但与钛本身的焊接性优良,然而钛板(或钛管)的厚度差较大、熔点差较高(Ta的熔点为3020t:,钛的熔点为1670T)。同时初步试验表明钛的薄板焊接极易产生变形。该焊接结构用于化工领域,焊缝的耐腐蚀性不能低于母材,因此焊缝必须是致密性的无裂纹和气孔等缺陷。(1)采用手工钨极氩弧焊对钛板叠层与钛管间的环形焊缝施焊,选择合适的工艺参数、工装和防护措施完全能够满足产品的质量要求。(2)优化后的钨极氩弧焊工艺参数为:焊接电流60A,电弧电压15V,氩气流量10L/min,焊接喷嘴直径7mm,速度0.6mm/s,鹤极直径2mm,保护气流量为12L/min;焊接位置为平焊,采用了氩气保护罩、焊缝冷却装置和防止薄板变形装置。(3)利用氦质谱检漏仪上对焊缝的气密性进行检测,环形焊缝的漏率为5.0x10-11Pa.mVs,该漏率值表明焊缝致密、无焊接缺陷。
 
钛板及钛管焊接工艺:
管道切割与坡口加工;管材切割与坡口加工应在专门的作业场所内采用机械加工方法进行。加工时要用非污染介质洁净水进行冷却,以防氧化。加工工具应专用,并保持清洁,以防铁质污染。加工好的管口应保证表面平整,无裂纹、重皮等缺陷。切口平面最大倾斜度偏差不超过管径的1%。
表面清理:用奥氏体不锈钢制的钢丝刷清除钛板所有焊接表面及坡口附近100mm内的锈皮、油漆、脏物、灰尘和能与钛材起反应的杂物。用砂轮修整加工面,清除飞边、毛刺、凸凹等缺陷。
组对:将钛管、配件对准、夹好,轴线不得偏移,间隙均匀一致,并应防止钛管在装配中被损伤和污染。避免强制组对。定位焊采用和正式焊接相同的焊接工艺。
脱脂处理:用赛璐珞海棉沾无硫乙醇或无硫丙酮对所有焊接表面和坡口附近50mm内全部做脱脂处理,处理后的表面应无任何残留物。
 
钛板钛管焊接设备:
焊机:采用直流TiG焊机。焊机应保证优良的工作特性和调节特性,同时配备有完好的电流表和电压表。
焊炬:采用QS一75°/500型水冷式TiG焊焊炬。焊炬应具有结构简单,轻巧耐用,枪体严密,绝缘良好,气流稳定,夹钨捧牢固,适合于各种位置焊接的特点。
氩气输送管;采用半硬质塑料管,不宜用橡胶软管和其它吸湿材料。使用时应专用,不得与输送其它气体的管相互串用。氩气管不宜过长,以免压力降过大引起气流不稳,一般不超过30m。
焊接夹具:用奥氏体不锈钢或铜制管卡兰、锁紧螺栓等组对钛板及配件。应确保对钛板及配件有一定的夹紧力,以保证轴线一致,间隙均匀合适。
辅助设备及工具:氩气保护罩,磨光机,专用锉刀,不锈钢丝刷等。
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