鈦合金管道的焊接工藝因材料活性高、易受污染等特點,需滿足以下特殊要求:
一、焊接環境與保護措施
1.氬氣純度要求
需使用純度≥99.995%的高純氬氣,含水量≤50mg/m3,避免氧、氮、氫等雜質污染熔池。管內充氬時需采用分段密封法,通過可溶紙隔離空氣,并配合銅制保護罩防止氧化。
2.保護裝置設計
(1)拖罩結構:銅制保護罩(厚度2-3mm)配合銅網散氣,確保氬氣均勻覆蓋高溫區(400℃以上)。
(2)大管徑處理:DN≥450mm管道需內充氬氣,配合手持保護罩對背面進行保護。
3.環境控制
焊接區域需無塵、無鐵污染,濕度≤90%,風速≤1.5m/s,必要時搭建專用潔凈棚。
二、焊前準備與工藝規范
1.坡口與清理
(1)坡口采用機械加工(如等離子切割),避免過熱變色,打磨后呈銀白色金屬光澤。
(2)坡口及兩側50mm范圍需用丙酮或無水乙醇清洗,焊絲用丙酮擦拭,操作時佩戴潔凈手套。
2.焊接參數
(1)小線能量控制:線能量6-35kJ/cm,采用小電流(如≤150A)、慢速焊,層間溫度≤200℃。
(2)焊絲選擇:優先選用與母材同質的ERTi-2或TA2焊絲,避免鐵污染。
3.定位焊要求
定位焊長度5-10mm,間距100-150mm,高度不超過壁厚2/3,需與正式焊縫同工藝處理。
三、焊接過程控制
1.操作要點
(1)焊炬與焊件夾角75°-85°,焊絲與焊件夾角10°-15°,填充焊絲始終處于氬氣保護區。
(2)禁止在焊件表面引弧,收弧后需延遲供氣至焊縫冷卻至350℃以下。
2.缺陷預防
(1)氣孔控制:嚴格清理焊縫表面油污,采用短弧焊接,優化氬氣流量(8-12L/min)。
(2)裂紋預防:減少氫含量,焊后必要時進行真空退火處理。
四、焊后檢驗與質量控制
1.外觀檢查
(1)焊縫余高:壁厚≤5mm時0-1.5mm,>5mm時1.0-2.0mm。
(2)表面顏色:銀白、淡黃色為合格,深藍色需酸洗去除氧化層。
2.無損檢測
根部焊道需100%滲透檢測(PT),所有焊道進行射線探傷(RT)。.
五、特殊場景處理
1.彎頭焊接:采用彎頭形附加保護罩,配合可移動拖罩實現均勻保護。
2.返修限制:同一部位返修不超過2次,需記錄返修方案。?
通過上述措施,可有效避免鈦合金管道焊接中的氧化、氣孔及脆化問題,確保接頭強度與耐腐蝕性。實際施工中需結合具體工況(如管徑、壁厚)調整工藝參數。