前    言

　　工業(yè)純鈦TA2，板材標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T3621-2007 （鈦及鈦合金板材），適用于350℃以下工作的零件，雖然強(qiáng)度較低，但由于塑韌性較好，抗腐蝕性能優(yōu)良，特別是低溫沖擊性能好，而且可焊性好，它作為一種新興的有發(fā)展前途的有色金屬材料，逐漸在石油化工行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

　　2    TA2基本特性及焊接特點(diǎn)

　　2.1    物理性能

　　純鈦TA2在退火狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度值較低，物理性能特點(diǎn)是熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性差、比熱容、密度比鐵低。此外它還具有電阻率較大，線膨脹系數(shù)較小等特點(diǎn)。

　　熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性差，焊縫及近縫區(qū)容易產(chǎn)生晶粒粗大，引起焊縫塑性及韌性下降，因此焊接時(shí)對(duì)焊接熱輸入應(yīng)嚴(yán)格控制。

　　2.2    化學(xué)性能

　　鈦材的化學(xué)性質(zhì)活潑，易受氣體等雜質(zhì)的污染引起焊接接頭脆化，隨著溫度的升高，鈦吸收氧、氮及氫的能力也逐漸上升，加熱250℃開始吸收氫，400℃開始吸收氧，600℃開始吸收氮，如純鈦在焊接過程中由于保護(hù)不當(dāng)，引起焊縫中過量含有這些氣體元素，一方面焊縫中容易形成氣孔等缺陷的產(chǎn)生，另一方面勢必引起焊縫強(qiáng)度顯著提高，使塑性嚴(yán)重下降焊縫變脆。所以氧、氮、氫是鈦的有害元素，因此, 焊接時(shí)對(duì)熔池及溫度超過400℃的焊縫及熱影響區(qū)（包括熔池背面）都要加以保護(hù)。此外碳元素對(duì)母材和焊縫性能亦有顯著的影響，提高含碳量，塑性明顯下降，我國技術(shù)條件規(guī)定，工業(yè)純鈦及鈦合金母材含碳量應(yīng)不大于0.1%，焊縫含碳量應(yīng)不超過母材含碳量。

　　3    TA2的焊接工藝

　　3.1    焊接方法

　　前面已經(jīng)分析過，鈦材性質(zhì)非?；顫?，采用普通的手工電弧焊等焊接方法并不適用于鈦材的焊接，應(yīng)用最多的應(yīng)該是鎢極氬弧焊。

　　3.2    焊前準(zhǔn)備

　　焊前工件接頭附近表面，特別是對(duì)接端面必須認(rèn)真進(jìn)行機(jī)械清理，然后用丙酮或酒精進(jìn)行擦洗，同樣焊絲在用前也必須用丙酮進(jìn)行脫脂處理。

　　3.3    焊接材料

　　根據(jù)母材化學(xué)成分選擇與母材同質(zhì)的焊絲, 氬氣純度不應(yīng)低于99.99%。

　　3.4    焊接工藝要點(diǎn)

　　焊接熱輸入不能太大，防止焊縫晶粒粗大導(dǎo)致焊縫性能下降，焊接過程中加強(qiáng)保護(hù)措施, 對(duì)處于400℃以上的熔池后部焊縫及熱影響區(qū)，均應(yīng)用拖罩進(jìn)行氬氣保護(hù)，焊縫背面也應(yīng)采用相同措施。層間溫度盡可能低，最好待前一層焊縫冷卻至70℃以下，再焊下一層焊縫，防止過熱。焊炬擺動(dòng)幅度盡量小，防止熔池脫離氬氣保護(hù)。焊接過程中注意焊接接頭顏色的變化, 一般應(yīng)保證焊接接頭焊后成銀白色。

　　4    焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

　　4.1    試驗(yàn)前準(zhǔn)備

　　根據(jù)材料采購情況及焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)要求，采用8mm TA2板材進(jìn)行試驗(yàn)，填充材料采用與母材等質(zhì)的焊絲ERTA2ELI Ф3mm焊絲符合NB/T47018.7-2011《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》第7部分的要求，試板加工坡口尺寸型式如附圖所示。

　　4.2    焊接工藝參數(shù)及要求

　　焊前用丙酮清洗坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的油等污物，保證裝配間隙與對(duì)口錯(cuò)邊量，焊絲用丙酮進(jìn)行清洗去油脂，焊接時(shí)噴嘴氣體流量15 ~20L/min，背側(cè)拖罩保護(hù)氬氣流量20~25L/min，焊接完成后拖罩保護(hù)流量20~25L/min，焊接過程中控制層間溫度≤70℃，焊接工藝參數(shù)見附表。

　　4.3    無損檢測

　　焊后100%RT，符合JB/T4730.2-2005，Ⅰ級(jí)合格。

　　4.4    理化試驗(yàn)

　　焊接接頭經(jīng)過2個(gè)拉伸試驗(yàn)和4個(gè)彎曲試驗(yàn), 均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　5    結(jié)束語

　　TA2板材具有良好的可焊性，采用鎢極氬弧焊，選擇合適的規(guī)范，在有可靠的保護(hù)條件下，可以得到滿意的焊接接頭質(zhì)量。