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浅谈钛合金管道的焊接质量控制

2022-05-07 09:57:46

在常温下,钛合金性能较稳定,高温下,特别是在施焊过程中,钛合金与氧、氢、氮反应的速度极快,根据有关资料介绍,钛合金在施焊过程中,温度在300℃以上时能快速吸氢、温度在600℃以上时能快速吸氧、温度在700℃以上时能快速吸氮,而在空气中的氧化最为敏感。试验证明:当钛合金在焊接时,如果熔池中侵入氧气、氮气等有害气体,则被焊部位的塑性、韧性和表面颜色等都有明显的改变;其机械性能显著下降;过热倾向增高。经对焊接进行弯曲实验,焊肉发生断裂现象,其周围10mm左右处的母材也出现了较明显的渣裂现象。因此,在进行钛合金焊接时,对熔池、熔滴及高温区,不管是正面还是反面,都应进行全面、可靠的气体保护。采取气体保护措施的目的:一是防止焊区周围的有害气体进入熔池;二是控制成型后焊肉区的高温热产生。如果焊接区域得不到气体的有效保护,必将导致焊接质量的下降,严重时将导致产品的报废。

钛合金的焊接缺陷产生是比较常见的,如气孔、裂纹等。产生这些缺陷的原因主要受氢、铁、碳等气体、元素的影响。实验证明氢、铁、碳等气体、元素在焊接时与钛合金的溶解度大小有关,它们主要来源于潮湿的空气、环境;保护气体的纯度;焊件及焊丝表面上的水分、油污等。其中产生“气孔”的原因主要是来自油污及保护气体中的杂质中;产生“裂纹”的原因主要是来自水分及油污中。焊接缺陷的产生除了影响焊件的密封性质量要求外,同时还降低了接头的强度、韧性、疲劳等机械性能,对产品质量有较大的影响。所以,焊接时应加以控制。

钛管接头在焊接时,为了防止整个焊接区域在高温下不被有害气体及元素污染,必须对焊区及成型焊肉进行必要的焊接温度控制。控制温度的主要方法:一是对表面成型焊肉区,加保护气体拖罩;二是将被焊接头管内,充满保护气体;保护气体的纯度值应等于或大于99.99%;保护气体的流量应满足焊接技术要求规定值,最终要使保护气体的保护效果,达到焊接质量上的温控要求;焊接过程中,及时进行层间问题测量,采用层间间歇施焊,保证层间温度不超过100℃。

钛管接头的焊接质量首先要进行焊接区域的表面颜色检验,保护效果在“良好”以上为合格。对保护效果不理想的接头,应根据实际情况进行必要的质量处理。一般情况下,氧化效果较轻时可用不锈钢丝刷将氧化部位刷至金属光亮色(银白色)或进行酸洗处理,以保证内部金属不被继续氧化。外观检查合格的焊缝需进行100%射线探伤,检测合格方能进行后续安装工作。

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