鈦鋼復(fù)合板焊接技術(shù)與其質(zhì)量管控分析

王光智(浙江明一化工機(jī)械有限公司,浙江 衢州 324000)

鈦鋼復(fù)合板由于具備普通復(fù)合板所不具備的高強(qiáng)度、耐腐蝕性以及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，但以鈦鋼復(fù)合板為材料制成的機(jī)械設(shè)備往往具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和工藝，其重要部位往往都要焊接成型，因此對(duì)鈦鋼復(fù)合板焊接技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。本文對(duì)有關(guān)鈦鋼復(fù)合板焊接技術(shù)及其質(zhì)量管控措施進(jìn)行研究和探討。

1 鈦鋼復(fù)合板焊接技術(shù)

1.1 工程概述

本公司某項(xiàng)目為MVR蒸發(fā)系統(tǒng)中的重要設(shè)備－分離器的制作，分離器的筒體板采用的是鈦鋼復(fù)合板，其中基層為Q235-B鋼板，厚度是16mm，覆層是厚度為1.2mm的純鈦板（牌號(hào)為TA2），其中涉及到鈦鋼復(fù)合板的焊接技術(shù)，因?yàn)殁伜丸F的線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率相差較大且在焊縫中易形成低熔點(diǎn)共晶體與TiC，因此在焊接中如何獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，這是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

1.2 鈦鋼復(fù)合板焊接注意事項(xiàng)

1.2.1 鈦的熔點(diǎn)是1668℃，密度小、強(qiáng)度大、耐腐蝕，高溫時(shí)熔池容易被污染，因此在焊接過程中更需要注意對(duì)熔池進(jìn)行必要的保護(hù)；

1.2.2 如果鈦焊縫中含氮量和含氧量比較高，則有可能出現(xiàn)裂紋，因此為了避免出現(xiàn)裂紋，要盡可能減少焊接接頭處的擴(kuò)散氫含量；

1.2.3 對(duì)鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行焊接之前，要做好一些重要位置的清理及防護(hù)工作，包括坡口、鈦貼條、鈦焊絲等。

1.3 焊前準(zhǔn)備

鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行焊接之前必須要做好清理工作，以確保焊接質(zhì)量。具體而言包括以下三個(gè)方面：

1.3.1 焊接之前對(duì)坡口進(jìn)行清理，包括（基層與覆層）表面污染物的清理、表面氧化膜的去除；

1.3.2 鈦貼條要利用酸洗液或者丙酮清洗，然后用清水洗干凈再烘干；

1.3.3 鈦復(fù)合板對(duì)接接頭優(yōu)先選擇搭接接頭，具體形式如圖一所示。

圖一鈦鋼復(fù)合板對(duì)接接頭坡口形式

1.4 焊接方法

鈦鋼復(fù)合板的焊接順序是：先焊基層，再焊覆層。基層Q235-B的焊接工藝已很成熟，可以采用焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧自動(dòng)焊等焊接方法，但是覆層的焊接方法就目前國(guó)內(nèi)而言，仍是以采用氬弧焊為主。需要特別注意的地方是：（1）在焊接基層的時(shí)候，覆層單邊必須向內(nèi)清理出15－20mm的空余邊出來，以保證在焊接的時(shí)候獲得較好的基層焊接接頭。（2）要選擇合理的工藝參數(shù)，防止飛濺過多，以影響覆層的清潔與質(zhì)量，可以采取的措施有在鈦層上涂一些白石灰粉或者粘貼一些耐高溫的橡膠等。（3）基層內(nèi)外焊接完畢后，需要將基層內(nèi)部的焊縫打磨平整以確保鈦貼條能夠緊密的貼緊鈦覆層。（4）在焊接鈦覆層的角焊縫時(shí)尤其要控制好焊接熱輸入，且使氬氣能夠充分的保護(hù)好焊接區(qū)域。

2 質(zhì)量管理和控制對(duì)策

鈦鋼復(fù)合板焊接質(zhì)量管理和控制具體包括五個(gè)方面，可以簡(jiǎn)稱為人、機(jī)、料、法以及環(huán)，其中人是指焊接人員的技能水平；機(jī)是指相關(guān)裝備的性能；料是指選擇的材料的質(zhì)量；法是指合理的選擇焊接工藝方法；環(huán)是指具體施焊時(shí)的具體環(huán)境。

2.1 焊前準(zhǔn)備

2.1.1 焊接材料進(jìn)場(chǎng)之前要先檢查焊材實(shí)物以及是否具有合格證書，可以通過試焊、抽檢的方式對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢查；

2.1.2 焊接設(shè)備是否完好，檢查有沒有相應(yīng)的鑒定合格證書；

2.1.3 焊接人員是否具有相對(duì)應(yīng)的焊工證書，且在上崗之前應(yīng)進(jìn)行必要的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)；

2.1.4 檢查焊接工藝規(guī)程及焊接作業(yè)指導(dǎo)書是否已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)；

2.2 過程控制

2.2.1 對(duì)焊接環(huán)境進(jìn)行控制，風(fēng)速大于2m/s、相對(duì)濕度大于90%、雨雪環(huán)境、焊件溫度低于-20℃時(shí)，需要采取一定的防護(hù)對(duì)策才可進(jìn)行焊接；

2.2.2 進(jìn)行設(shè)備控制，要確保相關(guān)設(shè)備的性能穩(wěn)定可靠，儀表顯示正常；

2.2.3 焊材進(jìn)行控制，其中焊條、焊劑等根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行烘干和保溫，如果是低氫型焊條，還需要進(jìn)行擴(kuò)散氫檢驗(yàn)。焊條在使用過程中要裝入焊條保溫桶，在施焊過程中再取出來，施焊超過三個(gè)小時(shí)則剩余的焊條應(yīng)重新拿回焊材庫(kù)烘焙；

2.2.4 人員管控方面，必須持有相對(duì)應(yīng)的焊接合格項(xiàng)目才能進(jìn)行焊接作業(yè)；

2.2.5 工藝控制方面，焊接操作人員必須按照焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行施焊，不得自行更改焊接工藝參數(shù)及焊接方法；

2.2.6 質(zhì)量控制方面，要先對(duì)焊接坡口進(jìn)行檢查，坡口表面不得有雜物。引弧需在坡口處進(jìn)行，不可隨意在母材表面進(jìn)行引弧。電弧擦傷的位置要進(jìn)行補(bǔ)焊，對(duì)線能量進(jìn)行管控，焊接時(shí)對(duì)層間溫度進(jìn)行控制。

2.3 焊后質(zhì)量檢查

2.3.1 外觀方面進(jìn)行檢查，確保無夾層、裂紋等質(zhì)量缺陷；鈦覆層一側(cè)表面應(yīng)呈現(xiàn)銀白色、且無污染變質(zhì)的現(xiàn)象；

2.3.2 焊接接頭基層一側(cè)須按照J(rèn)B/T4730.2-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%RT探傷檢測(cè)，焊縫合格級(jí)別II級(jí)。鈦覆層一側(cè)的焊縫表面須按照J(rèn)B/T4730.5-2005的要求進(jìn)行100%PT探傷檢測(cè)，焊縫合格級(jí)別I級(jí)。

3 結(jié)語

本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)鈦鋼復(fù)合板焊接技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)質(zhì)量管控對(duì)策進(jìn)行探討，以期對(duì)于鈦鋼復(fù)合板的應(yīng)用起到一定的理論指導(dǎo)意義。期望在不久的將來，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，焊接技術(shù)能夠出現(xiàn)一種新的可以適應(yīng)于大工業(yè)生產(chǎn)的焊接技術(shù)，比如超激光等離子焊等焊接方法，使鈦材能夠直接與碳鋼焊接在一起而不需要采取搭接的方式，就可以獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。