钛和钛合金具有密度小、强度高、耐崎岖温性能优异等特点，，，，，，，，被普遍应用于石油化工及军工、航天、制药等多个领域。。。。。。钛及钛合金的焊接性问题最主要的是保存气孔以及讨论的脆化问题。。。。。。

爆发气孔的主要缘故原由是氢气，，，，，，，，由于焊接时钛吸收氢的能力很强，，，，，，，，且钛元素是一种生动元素，，，，，，，，在温度300℃以上就大宗地吸收氢，，，，，，，，随着温度的下降，，，，，，，，氢的消融度显著下降，，，，，，，，因此消融于液态金属中的氢气来缺乏逸出就形成氢气孔。。。。。。

因钛与氧反应易形成致密的氧化膜，，，，，，，，以是钛材具有较高的耐侵蚀性和化学稳固性，，，，，，，，在焊接时，，，，，，，，熔池温度达5000℃左右，，，，，，，，在这个温度区间，，，，，，，，钛及合金与氧、氢、氮等快速爆发反应，，，，，，，，在300℃以上时快速吸收氢，，，，，，，，450℃以上快速吸收氧，，，，，，，，600℃以上快速吸收氮。。。。。。当熔池吸收这些有害气体后，，，，，，，，焊接讨论的韧性和塑性都会爆发较大转变。。。。。。

当温度抵达882℃以上时，，，，，，，，焊接讨论的晶粒变得粗大，，，，，，，，当焊缝冷却时会形成马氏体组织，，，，，，，，进而使焊接讨论的强度、韧性、塑性、硬度下降，，，，，，，，爆发过热倾向，，，，，，，，焊接讨论脆化严重。。。。。。因此，，，，，，，，焊接钛合金时，，，，，，，，应对熔池、熔滴及高温区的正背面都举行可靠的氩气保唬；；；；，，，，，，，，这是包管焊缝质量的要害点。。。。。。因氢易从高温熔池向低温热影响区扩散，，，，，，，，氢含量的增添导致析出的钛氢化合物增添，，，，，，，，热影响区脆性增大。。。。。。另外析出的氢化物体积膨胀时爆发组织应力，，，，，，，，进而导致延迟裂纹的爆发。。。。。。容器用钛材的决议性指标是塑性而不是强度，，，，，，，，以是只有在退火状态下才具有最好的塑性，，，，，，，，同时具有最佳屈强比、焊接性能、耐侵蚀性能等。。。。。。因此钛材的供货状态应为退火，，，，，，，，以镌汰脆化的水平。。。。。。

1、钛装备的制造要点及提高焊接质量的工艺步伐

钛装备应放在橡胶皮上制作，，，，，，，，不允许与碳钢质料接触，，，，，，，，以免碰伤、擦伤钛外貌；；；；；；切割或卷制成形装备应整理清洁，，，，，，，，卷板辊包薄膜，，，，，，，，以免钛装备外貌划伤或受铁离子污染等；；；；；；在钛材上划线应只管用金属铅笔划线，，，，，，，，不宜使用记号笔誊写，，，，，，，，以免影响质料的耐侵蚀性能；；；；；；坡口应接纳机械打磨，，，，，，，，不宜使用火焰切割坡口。。。。。。

焊接前应仔细检查焊缝坡口外貌有无缺陷，，，，，，，，宜接纳渗透检测，，，，，，，，磨练坡口及两侧部位是否有外貌缺陷保存；；；；；；打磨装备应接纳专用打磨工具（不锈钢砂轮片打磨）；；；；；；焊前坡口两侧25mm规模内、焊丝均应洗濯清洁，，，，，，，，用丙酮洗濯去除氧化膜。。。。。。洗濯后若凌驾4h应重新洗濯；；；；；；选择最合适的焊接工艺举行焊接，，，，，，，，严酷控制焊接和气体后保唬；；；；げ椒ィ唬；；；；以包管焊出及格的焊缝。。。。。。宜接纳99.999%的氩气保唬；；；；，，，，，，，，焊出来的焊缝颜色才是最理想的。。。。。。钛装备错边量，，，，，，，，1/5t=1.2mm(t=6mm)，，，，，，，，手艺要求高于GB150；；；；；；钛焊接应在空气清洁、无尘、无烟情形下举行；；；；；；只管不要在下雨天施焊（因本公司钛制造园地不是密封的园地，，，，，，，，湿度较大）；；；；；；焊缝和热影响区焊后用10倍放大镜举行100%检查，，，，，，，，不应有裂纹、气孔、弧坑、夹渣、飞溅物等。。。。。。钛压力容器不许有咬边，，，，，，，，焊缝外貌颜色为银白色为最好，，，，，，，，金黄色匀称的为一样平常，，，，，，，，蓝色的为稍差，，，，，，，，要去除蓝色，，，，，，，，若是其它颜色的均应返修。。。。。。

随着温度的差别，，，，，，，，钛装备外貌的氧化而形成的化合价的氧化钛，，，，，，，，因此氧化膜的颜色也不相同。。。。。。一样平常情形下，，，，，，，，800~900℃之间为灰色；；；；；；700~800℃之间为红灰色；；；；；；600~700℃之间为紫色；；；；；；500~550℃之间为蓝色；；；；；；400~450℃之间为金黄色；；；；；；300~400℃之间为淡黄色；；；；；；200℃以下为银白色。。。。。。

2、装备手艺要求及焊接工装

装备总图见图1，，，，，，，，管程部分均为钛材（TA2/6mm）。。。。。。？？？？？浅滩糠治ㄋ椎秃辖鸶郑≦345R/8mm），，，，，，，，换热管材质为TA2/φ25×2。。。。。。

图1

管程介质为氯气、氢氧化钠（高度危害介质），，，，，，，，设计压力为0.6MPa。。。。。。管板为复合钛板（TA2+16MnⅡ）。。。。。。该换热器需要带产品焊接试板。。。。。。

钛容器焊接时不但溶池要保唬；；；；，，，，，，，，焊后正在冷却中的焊缝正面及焊缝背面也要保唬；；；；ぁ。。。。。接纳保唬；；；；ね险质穷讶萜骱附拥淖畲筇氐恪。。。。。关于此台钛装备的焊接，，，，，，，，设计了多种类型焊缝的充氩保唬；；；；すぷ，，，，，，，，换热器纵缝焊接的气体保唬；；；；すぷ叭缤2所示，，，，，，，，换热器管箱封头与筒体环缝的气体保唬；；；；すぷ叭缤3所示。。。。。。唬；；；；蝗裙苡牍馨宓钠灞；；；；；；すぷ叭缤4所示。。。。。。

图2 筒体纵缝气保唬；；；；すぷ

图3 筒体与封头环缝气保唬；；；；すぷ

图4 换热管与管板的焊接气保唬；；；；すぷ

3、焊缝型式

本设计的换热器，，，，，，，，焊接工艺制订的对接焊缝型式如图5所示，，，，，，，，角焊缝型式如图6所示，，，，，，，，换热管与管板焊缝型式如图7所示。。。。。。

图5、6、7

4、焊接要求及焊接工艺参数

4.1焊接要求

(1)钛容器施焊前，，，，，，，，应经焊接工艺评定及格并应由具备响应持证项目的焊工举行施焊，，，，，，，，焊接工艺规程应按工艺评定效果及响应图样手艺要求举行制订。。。。。。装备仪表应经计量且装备状态完好。。。。。。

(2)钛材焊接应在无尘、无烟、空气清洁的情形下举行，，，，，，，，焊接区域应为自力的区域，，，，，，，，当遇下列情形时应榨取焊接（风速≥1.5m/s；；；；；；相对湿度＞80%；；；；；；焊件温度低于5℃，，，，，，，，在下雨和下雪时的室外作业）。。。。。。凌驾此规模时应阻止施焊。。。。。。施焊情形应严酷遵守钛材焊接情形要求。。。。。。

(3)焊材的生涯库应干燥，，，，，，，，湿度不得大于60%，，，，，，，，温度不应低于5℃。。。。。。焊接坡口及两侧25mm处应用机械要领去除外貌氧化膜。。。。。。放焊前用丙酮洗濯，，，，，，，，洗濯后若凌驾4h没有焊接，，，，，，，，应重新举行洗濯。。。。。。定位焊接应与装备主体焊缝接纳相同的焊接工艺，，，，，，，，并且应使定位焊最后熔入永世焊缝中。。。。。。

(4)焊缝外貌的形状尺寸和焊接要求应切合JB/T4745-2002标准要求。。。。。。焊缝外貌应用10倍放大镜检查，，，，，，，，不应有裂纹、未熔合、气孔、弧坑、夹渣、飞溅物、打弧点等。。。。。。焊缝不得有咬边，，，，，，，，并对所有焊缝和热影响区的焊接竣事原始状态时的外貌颜色举行磨练，，，，，，，，并按表1判断是否及格并举行处置惩罚。。。。。。

(5)换热器管板焊接时，，，，，，，，宜接纳Z形跳焊法（详见图8），，，，，，，，以控制焊接变形。。。。。。唬；；；；蝗裙芩嗍┖甘，，，，，，，，不得同时焊接一根钛管，，，，，，，，单侧施焊时，，，，，，，，另一侧严禁举行割、胀、洗管事情；；；；；；换热管焊接时，，，，，，，，起弧和收弧位置详见图9。。。。。。从11点位置起弧，，，，，，，，顺时针旋转焊接一周后在12点位置最先收弧。。。。。。焊接竣事，，，，，，，，氩气后保唬；；；；3~5秒。。。。。。

4.2焊接工艺参数

本文所示的换热器，，，，，，，，接纳手工钨极氩弧焊焊接要领（GTAW）。。。。。。手工钨极氩弧焊参数详见表2。。。。。。

焊缝应接纳小线能量焊接，，，，，，，，焊接层间温度手感温热，，，，，，，，以不凌驾60℃为宜。。。。。。焊接接纳铈钨棒φ2.5，，，，，，，，喷嘴直径φ12。。。。。。

5、钛材产品焊接试板要求

当设计压力不小于1.6MPa的钛制压力容器及图样注明艳服毒性水平为极端危害或高度危害介质的低压容器的圆筒A类纵向焊缝，，，，，，，，应按每台制备产品焊接试板。。。。。。钛材焊接试板要求具有与筒体纵缝同材质（牌号、状态、规格）、同焊接工艺评定、同焊工、同焊材、同焊接工况举行焊接，，，，，，，，且毗连在筒体纵缝延伸部位。。。。。。待焊接外观磨练及格后，，，，，，，，举行无损探伤，，，，，，，，与筒体探伤搭接。。。。。。拍片及格后取下产品试板。。。。。。钛制容器产品钛焊接试验的力学性能磨练按JB/T4745-2002《钛制焊接容器》附录C举行相关的力学性能试验。。。。。。复合板式钛制容器

奔湍钛容器的力学性能磨练按GB150-2011《压力容器》及NB/T47016-2011《承压装备产品焊接试件的力学性能磨练》举行相关的力学性能试验。。。。。。

钛容器产品焊接试板的试样种别和数目详见表3。。。。。。

弯曲试样厚度为≤10mm（若＞10mm，，，，，，，，则加工至10mm）试样弯曲宽度为30mm，，，，，，，，弯心直径d为8a或10a，，，，，，，，详细凭证钛材牌号，，，，，，，，弯曲角度为180°。。。。。。

钛材的应用领域越来越普遍。。。。。。对此类装备制造应当越发审慎，，，，，，，，清静性要求应适当提高。。。。。。制造单位应高度重视钛装备的制造工艺要求，，，，，，，，杜绝因焊接问题而引发的质量事故。。。。。。

参考文献

[1]GB/T151-2014，，，，，，，，热交流器[S].

[2]GB150-2011，，，，，，，，压力容器[S].

[3]NB/T47016-2011，，，，，，，，承压装备产品焊接试件的力学性能磨练[S].

[4]JB/T4745-2002，，，，，，，，钛制焊接容器[S].

[5]陈保国主编.焊接手艺[M].北京：化学工业出书社，，，，，，，，2009.

[6]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册（第三版）[M].北京：机械工业出书社，，，，，，，，2008.

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