T A 2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝及可靠性研究

沈青青(浙江龍盛化工研究有限公司，浙江 紹興 312369)

鈦在我國工業(yè)發(fā)展中起著越來越重要的作用，其優(yōu)越的性能促進(jìn)了航空航天以及石油化工等行業(yè)的發(fā)展，如何將鈦更好地應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中，對(duì)于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要推動(dòng)作用。鎢極氬弧焊是鈦合金中常用的焊接方法之一，鎢極氬弧焊焊接工藝能更好地確保焊接質(zhì)量，適合TA2鈦管的焊接。本文就TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝及可靠性的研究，主要通過鈦管進(jìn)行實(shí)際加工，從而對(duì)鎢極氬弧焊焊接工藝以及可靠性進(jìn)行了相關(guān)分析。

1 TA2鈦管的可焊性分析及焊接工藝設(shè)計(jì)

1.1 TA2鈦管的可靠性分析

TA2鈦管是一種工業(yè)純鈦構(gòu)成的鈦管，本文選擇的TA2鈦管規(guī)格為直徑40mm，厚度為6mm。TA2鈦管的純鈦具有金屬性活潑的特點(diǎn)，在實(shí)際焊接過程中，由于其金屬性活潑的特點(diǎn)影響，很容易與其他化學(xué)元素發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致鈦元素中摻雜其他雜質(zhì)，對(duì)鈦金屬整體性能產(chǎn)生不利影響[1]。所以，在進(jìn)行TA2鈦管焊接時(shí)，要將這些問題充分考慮進(jìn)去，確保TA2鈦管焊接過程中，保證其金屬性不受其他雜質(zhì)影響。TA2鈦管進(jìn)行焊接過程中，主要有以下幾個(gè)方面的問題：（1）TA2鈦管的熔點(diǎn)高，異熱性能較差，從而導(dǎo)致焊縫存在較大的金屬晶粒，影響TA2鈦管的使用性能；（2）受到其他雜質(zhì)影響，容易導(dǎo)致焊接接頭脆化，從而影響TA2鈦管整體性能；（3）鈦元素金屬性活潑，焊接過程中容易與其他化學(xué)元素發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)焊接裂縫。針對(duì)于上述問題，TA2鈦管需要采取鎢極氬弧焊的焊接工藝，可以有效防止氣體雜質(zhì)對(duì)鈦金屬造成影響，在焊接過程中，焊絲要與TA2鈦管的材質(zhì)一致，焊頭的強(qiáng)度要與焊接的TA2鈦管強(qiáng)度相近，提升鈦合金的強(qiáng)度，使之更具可靠性。

1.2 TA2鈦管的焊接工藝設(shè)計(jì)

TA2鈦管在進(jìn)行焊接之前，要進(jìn)行焊接工藝設(shè)計(jì)，針對(duì)TA2鈦管焊接可能遇到的問題，制定行之有效的焊接工藝，這對(duì)于保證TA2鈦管焊接的順利完成，有著重要作用。一般來說，TA2鈦管的焊接工藝主要包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）焊接工藝實(shí)施的條件：焊接材料、焊接設(shè)備選擇；（2）焊接鈦管的選擇：鈦管的型號(hào)、直徑、厚度；（3）焊接接頭選擇：注意與鈦管的型號(hào)、焊接設(shè)備型號(hào)保持一致；（4）焊前準(zhǔn)備：進(jìn)行鈦管定位，施工現(xiàn)場(chǎng)清潔；（5）工藝選擇：焊接方法以及焊接條件符合工藝要求；（6）焊后質(zhì)檢工作：焊接完成后進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保焊接符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝應(yīng)用以及可靠性試驗(yàn)研究

2.1 TA2鈦管選擇

本文研究的TA2鈦管，主要是直徑40mm，厚度為6mm的規(guī)格，其化學(xué)成分及含量如下：Fe 0.05%，C 0.02%，N 0.01%，H 0.001%，O 0.11%，由此可見，本文研究的TA2鈦管符合ASTMB861標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，焊絲選擇為純鈦的Gr.1焊絲，其金屬性與TA2鈦管相符合。焊機(jī)的選擇，主要采用TIG焊，考慮到了TA2鈦管焊接的現(xiàn)場(chǎng)條件，以TIG焊進(jìn)行TA2鈦管焊接，能夠確保其可靠性[2]。

2.2 焊前準(zhǔn)備

焊接的材料以及相應(yīng)設(shè)備準(zhǔn)備好后，進(jìn)行TA2鈦管焊接時(shí)，事先要進(jìn)行焊前準(zhǔn)備，焊前準(zhǔn)備主要注意以下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）坡口設(shè)計(jì)：坡口設(shè)計(jì)可以確保熱源進(jìn)入焊縫根部，便于焊接操作，并且能夠更好地調(diào)節(jié)金屬比例，獲得較好的焊接成型；（2）焊前清理：確保焊接施工現(xiàn)場(chǎng)的整潔，有利于保證焊接質(zhì)量；（3）鈦管裝配：將鈦管與管子組對(duì)接，保證良好的焊接質(zhì)量；（4）選擇合適的氬氣流量：避免雜質(zhì)氣體與鈦金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，影響鈦管焊接質(zhì)量。

2.2.1 焊接注意事項(xiàng)以及質(zhì)量檢測(cè)

TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接時(shí)，要注意以下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）焊接時(shí)以高頻引弧，提前送氣，在焊接結(jié)束后，注意保護(hù)罩撤離時(shí)機(jī)，避免焊接接頭受到氣體雜質(zhì)污染；（2）對(duì)接接頭采用錫紙包裹，焊接時(shí)再撕下錫紙，確保鈦的純度；（3）焊接時(shí)注意焊槍操作，不能進(jìn)行橫線擺動(dòng)，注重焊接質(zhì)量。焊接結(jié)束后，要注意焊接質(zhì)量檢測(cè)，通常會(huì)采用層間檢測(cè)和最終檢測(cè)兩種質(zhì)量檢測(cè)方法。層間檢測(cè)注意觀察焊接顏色，最終檢測(cè)則從外觀進(jìn)行檢查，對(duì)焊縫的表面進(jìn)行仔細(xì)觀察，確保氣孔、裂紋等不存在問題，才證明焊接工藝完成。通過對(duì)直徑40mm，厚度6mm的TA2鈦管進(jìn)行實(shí)際焊接，最終檢測(cè)結(jié)果合格，我們可以確定，TA2鈦管進(jìn)行鎢極氬弧焊焊接方式可行，該焊接方法對(duì)鈦管焊接的質(zhì)量可以得到有效保證。

3 結(jié)語

綜上所述，通過研究TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝的可靠性，我們發(fā)現(xiàn)鎢極氬弧焊焊接工藝對(duì)于鈦管焊接具有積極推動(dòng)作用，將之推廣于鈦管焊接中，對(duì)促進(jìn)鈦工業(yè)的發(fā)展來說具有積極作用，為鈦焊接工藝提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

[1]林永新.鈦及鈦金屬的應(yīng)用及研究[J].稀有金屬材料與工程，2010，10（05）：48-55.

[2]白木.金屬鈦的性能、發(fā)展及應(yīng)用[J].礦業(yè)快報(bào)，2009，11（05）：1-7.