淺析煙囪鈦－鋼復合板復層鈦焊接工藝控制

陳志剛 王進彪 王鋒剛 牛永福

【摘要】詳細闡述了神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目硫回收裝置130m煙囪鈦鋼復合板鈦復層的焊接工藝及質量控制要點，有效地保證了鈦復層的焊接質量。

【關鍵詞】煙囪；鈦-鋼復合板；焊接；工藝

一、工程概況

本煙囪內(nèi)筒高130m，內(nèi)徑2.5m，每節(jié)鋼內(nèi)筒高2m，由1塊鈦鋼復合板卷制拼接而成。鈦鋼復合板鈦層為工業(yè)純鈦板TA2，厚度為1.2mm。鈦復層接頭采用搭接接頭，形式如圖1。

二、焊接工藝

（一）工藝流程

焊前清理→裝配、定位焊→焊接→焊接檢驗

1.焊前清理

鈦復層的焊前清理非常重要，焊口清理不潔凈，焊接時很容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。焊口清理一般采用酸洗和機械清理相結合的方式，將焊口兩側至少40mm范圍內(nèi)的油污及表面氧化層清除干凈。

（1）酸洗法：酸溶液用HNO3、HF、H2O混合配制，一般HNO3占30%～40%、HF占2%～5%。酸洗時間10～20min。鈦貼條、焊絲清洗后用清水沖凈，然后烘干，即可使用。（2）機械清理法：用角磨機打磨待焊表面并隨后用丙酮或乙醇清洗除去焊口兩側100mm內(nèi)的油污，用細紗布除去兩側50mm內(nèi)的氧化層直至露出干凈的金屬為止，再用棉紗蘸丙酮擦洗2-3遍即可。（3）施焊前，對鈦材、焊絲再用潔凈白布蘸丙酮擦洗，焊件清理后要盡快施焊。清理干凈的焊絲和焊件，不應用手觸摸，焊前嚴禁沾污，否則應重新清理。為提高焊接質量，臨焊前用刮刀刮削坡口端面，用不銹鋼絲刷清理鈦復層至少40mm。

2.裝配、定位焊

鈦條裝配采用銅錘或鋁錘，采用鐵錘時應外包鈦條，避免產(chǎn)生凹坑和鐵污染。工具都應用丙酮或酒精清除灰塵、油脂等污物，不得與鋼質工具混用。

鈦層與鈦貼條之間的定位焊間距約60mm，焊點長度應小于10mm，貼條左右（或上下）兩縫的定位焊點相互錯開，焊點不得氧化。貼條應與復層鈦面貼實，不得有間隙。

3.焊接

（1）考慮到防止鈦過熱、現(xiàn)場工作環(huán)境及鈦材怕污染等特性，選用手工鎢極氬弧焊工藝。通過對焊接工藝研究以及焊工現(xiàn)場試焊，確定焊接工藝參數(shù)如表1。（2）起弧時，提前送氣，高頻引弧。為保證氣體保護效果，一般噴嘴端部與工件的距離在8～14mm之間。鎢極選用鈰鎢極，鎢極尖端直徑約為0.8mm左右，尖端角度為30°。（3）焊接時，將焊絲末端在氬氣保護層內(nèi)往復斷續(xù)地送入熔池的1/3～1/4處。焊絲移出熔池時不可脫離氣體保護區(qū)，送入時不可接觸鎢極，不可直接送入弧柱內(nèi)。

4.焊接檢驗

（1）焊縫外觀質量檢驗：不應有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、弧坑、咬邊以及深度大于等于0.5mm的劃傷等缺陷；焊縫和熱影響區(qū)表面顏色應為銀白色、淺黃色、金黃色，若為藍色、紫色應去除返修，若為灰色、黃色粉狀物則清除返修。（2）無損檢測：外觀檢驗合格后進行滲透表面檢測。（3）鐵離子檢查：焊接完后對焊接區(qū)進行鐵離子檢查。檢查液配方：鐵氰化鉀K3！Fe（CN）6"3g，鹽酸20mL，蒸餾水75mL。檢查前，用丙酮擦凈。檢查時，在表面滴上檢查液，檢查液呈橙色（溶液本色）則表明鈦面無污染，呈藍色則說明有污染，需用丙酮重新擦拭，直至呈橙色為止。

三、焊接工藝要點

（1）焊接應在基層焊縫檢驗合格后進行。（2）焊前焊絲和焊口區(qū)域表面必須潔凈，臨焊前再用丙酮或酒精仔細擦洗。（3）合適的焊接電流，既保證充分熔化，又不使鈦板熔化過度致鈦層燒穿或基層鋼熔化。（4）較快的焊接速度，以減少焊接的線能量輸入。（5）焊接角度基本垂直于鈦面；鈦條一旦熔化就加入焊絲，以冷卻熔池，減少線能量的輸入。（6）控制熔池大小，控制焊道寬度。鎢棒應磨尖，焊接電弧長度越短越好，使電弧集中，把焊縫熔池控制在最小狀態(tài)，做到快速熔化、快速融合，把熔池溫度控制在最低點。（7）適當加大保護氬氣的流量，增加衰減時間，以使焊縫金屬及熱影響區(qū)得到充分的保護。（8）焊接時焊縫應盡可能長，當中途出現(xiàn)停焊重新引弧焊接時，焊縫應重疊10mm左右。（9）發(fā)生觸鎢時，應立即停止焊接，該部分焊縫應鏟除重新焊。（10）焊工和裝配鉗工應戴潔凈的白手套，穿潔凈的工作服。

四、結語

鋼內(nèi)筒鈦復層的焊接質量，關乎煙囪防腐性能和使用壽命。本工程的鈦-鋼復合板鈦復層焊接工藝確定合理，施工控制措施嚴密，焊接質量完全達到了規(guī)范要求，取得了良好的效果，為以后同類工程施工積累了經(jīng)驗。

參考文獻

[1]陸玉明，鄭謙文，呂士波.大型電廠煙囪鈦-鋼復合板內(nèi)筒的焊接及工藝控制[J].建筑施工，2014（11）：1255～1257.