鈦鋼復合板焊接工藝探究

付波波

摘 要： 本文結合筆者專業技術實踐工作經驗闡述了煙囪鋼內筒鈦鋼復合板材料在焊前清理、對口形式以及焊接材料準備等各個重要環節的操作工藝技術要點、主要工藝技術參數，以期為焊工培訓工作和鈦鋼復合板焊接施工作業提供參考。

關鍵詞：煙囪;鈦鋼復合板;焊接

1. 概況

目前，鈦鋼復合板（TA2/Q235B）因耐腐蝕性高、強度大、物理特性非常好等優勢特點在火電廠行業被作為煙囪內筒得到了廣泛的應用。文中鈦鋼復合板材料通過爆炸-軋制而成，其基板為Q235B，δ12mm。復板為TA2，δ1.2mm。選用鈦貼條為TA2， δ1.6mm。下文將對鈦鋼復合板焊接工藝進行更深的研究和探討。

2.焊前準備工作

2.1材料要求

（1）所選材料必須符合火力發電廠建設設計圖紙中煙囪的施工技術要求以及《鈦制焊接容器》（JB/T4745-2002）規定，且均有材料質量保證書。

（2）各種鈦鋼材料在其使用之前必須進行酸洗的準備工作。清水沖凈烘干或風干。若暫不用應妥善保管，避免二次污染。

2.2 焊工

進行施工作業的焊工必須是持有國家權威機構認可的相關專業技術考試合格證才可以上崗工作。

2.3 焊口處理

（1）焊口的坡口面必須要用機械的處理方法進行加工，并且要確保坡口與基板的錯口值不能夠超過鈦鋼板壁厚的10%同時要保證不大于1mm。

（2）焊工開始工作之前，要將鈦鋼坡口表面的所有污染物徹底清洗干凈，保證所有焊件無污染。對于鈦材料焊件在使用物理方法清洗干凈以后，還要用非常清潔的白布蘸上化學物質丙酮進行進一步擦洗。清洗基層鋼要使用純手工工藝，清洗范圍要確保大約在50mm。

黨所有的焊件組徹底清洗干凈立即施焊。如果焊件的制作周期比較長，可以使用在焊接坡口

貼免水膠帶等方法來保證其清潔干凈。

3.鈦鋼復合板焊接工藝技術及其控制要點

3.1焊接工藝參數

（1）鈦鋼板的主要生產方式是爆炸-軋制法，由于鈦和鋼兩種金屬材料在冶金工藝方面是不相容的，所以二者需要單獨進行焊接。鈦復層復合鋼板接頭形式如圖1，鋼焊縫保證了街頭強度，蓋板的作用主要是防腐蝕。

（2）為了不讓鐵離子受到外界污染，針對基層鋼采用手工電焊、埋弧焊以及氬弧焊等方式，針對鈦復層采用的是氬弧焊，工藝參數見表1。焊縫形式如圖2，環焊焊縫坡口形式如圖3。

3.2焊接控制要點

3.2.1基層鋼焊接

基層鋼點焊長≈40mm，焊縫錯邊≤1mm。在縱縫開始進行焊接的一端使用引弧板，焊縫要確保沒有氣孔、裂縫、均勻等不足之處。在整個環節的過程當中要確保溫度不可以高于400度。以免鈦板氧化。

3.2.2鈦復層焊接

（1）鈦材料的焊接環境必須要抱枕清潔。工作人員必須穿戴專業、干凈的工作服和佩帶干凈的專業手套。并且不能夠用手去觸摸坡口及其它區域，嚴禁使用硬物敲打。

（2）鈦焊件組的焊縫定位焊間距要保持在80-100mm，每段定位焊縫長度要保持在5mm并相互錯開。

（3）當出現風速≥1.5m/s; 相對濕度>80%;焊件溫度低與5℃;無防雪雨措施室外作業（在有雨、雪時），無有效防止措施時禁止施焊：

（4）進行焊接之前要使用專用工具切除掉已經被氧化的部分。切忌不要使用從鈦板母材當中裁取焊絲。

（5）焊接過程中要特別注意焊縫背面要用氬氣進行保護。同時要保持焊絲加熱一端放置在空氣當中。必須保證氬氣純度在99.99%以上，氧含量少于0.002%、氮含量少于0.005%、氫含量<0.002%、水分<0.001mg/L。氣瓶壓力≥0.5MPa。

3.2.3焊接順序

（1）焊接的先后順序是先縱后環、先外后內，先豎后平。

（2）焊接工作需要兩名工作人員相互配合進行，焊接的過程中要確保焊材位置的對稱性，使用分段跳焊的方法進行。同時要保證每一段的長度在400mm。兩名工作人員需要配合默契、步調一致。縱（環）焊縫要使用正面焊接且背面清根的方法。如果中間以為停止，那么每一條要進行至少兩層以上的焊接。

（3）施焊過程當中更換焊條的時候必須要迅速，并且要提前將需要的更換的焊條的前端進行打磨干凈才能夠使用，縱向的焊肉要和環向的焊縫中心位置對齊進行焊接。在采用段焊接方法的過程中，每一層的銜接頭要進行錯開，并將錯頭打磨干凈且成緩坡狀以后再進行施焊作業。

4. ?質量檢驗與標準

（1）焊接接頭既要滿足著色要求，又要符合外觀檢查要求。要保證焊縫的表面呈現出比較美觀的魚鱗狀。其余高不得超過0.5mm。

（2）鋼金屬材料焊縫咬邊的深度不能夠比板厚超過5%或0.5mm，且其連續長度不得超過100毫米，單條金屬鋼材料焊縫的咬邊總長不能夠不超過該焊縫長度10%。鈦材料的焊縫表面不得出現其深度超過了0.5毫米的劃傷。

（3）要確保基層鋼焊縫符合二級質量標準，水平焊縫符合一級質量標準。焊縫應當首先進行內部檢驗，其檢驗方法為UT檢測方法。鈦鋼板要采用液體滲透探傷的檢測方法對其表面進行全方位100%檢驗，另外，鈦蓋板角焊縫要運用著色和氨滲透法同時進行。

（4）焊縫表面不允許出現紫色、藍色、灰色、金黃色。

5. 焊縫返修

完成焊接作業以后要將焊接過程當中所產生的金屬飛沫和焊接弧坑等清理干凈，對于產生比較明顯的變形狀況的工件要及時進行調整。如果發現比較深的缺憾要及時進行修磨補焊，修磨內斜度要保持在1：3。焊縫同一部位的返修不超過2次。返修后的焊縫需重新進行檢驗。

6. 結束語

通過對焊接人員先期培訓，加強鈦板焊接練習，嚴格焊接過程控制，以上焊接工藝是行之有效的。

參考文獻：

[1]GB8547-2006，鈦-鋼復合板[S].

[2]GB/T13149-2009，鈦及鈦合金復合鋼板焊接技術條件[S].

[3]GB/T3620.1-2007，鈦及鈦合金牌號和化學分析[S].

（國家能源集團國華電力徐州發電有限公司 ?江蘇 ?徐州 ?221166）