钛合金管道的焊接工艺因材料活性高、易受污染等特点,需满足以下特殊要求:
一、焊接环境与保护措施
1.氩气纯度要求
需使用纯度≥99.995%的高纯氩气,含水量≤50mg/m³,避免氧、氮、氢等杂质污染熔池。管内充氩时需采用分段密封法,通过可溶纸隔离空气,并配合铜制保护罩防止氧化。
2.保护装置设计
(1)拖罩结构:铜制保护罩(厚度2-3mm)配合铜网散气,确保氩气均匀覆盖高温区(400℃以上)。
(2)大管径处理:DN≥450mm管道需内充氩气,配合手持保护罩对背面进行保护。
3.环境控制
焊接区域需无尘、无铁污染,湿度≤90%,风速≤1.5m/s,必要时搭建专用洁净棚。
二、焊前准备与工艺规范
1.坡口与清理
(1)坡口采用机械加工(如等离子切割),避免过热变色,打磨后呈银白色金属光泽。
(2)坡口及两侧50mm范围需用丙酮或无水乙醇清洗,焊丝用丙酮擦拭,操作时佩戴洁净手套。
2.焊接参数
(1)小线能量控制:线能量6-35kJ/cm,采用小电流(如≤150A)、慢速焊,层间温度≤200℃。
(2)焊丝选择:优先选用与母材同质的ERTi-2或TA2焊丝,避免铁污染。
3.定位焊要求
定位焊长度5-10mm,间距100-150mm,高度不超过壁厚2/3,需与正式焊缝同工艺处理。
三、焊接过程控制
1.操作要点
(1)焊炬与焊件夹角75°-85°,焊丝与焊件夹角10°-15°,填充焊丝始终处于氩气保护区。
(2)禁止在焊件表面引弧,收弧后需延迟供气至焊缝冷却至350℃以下。
2.缺陷预防
(1)气孔控制:严格清理焊缝表面油污,采用短弧焊接,优化氩气流量(8-12L/min)。
(2)裂纹预防:减少氢含量,焊后必要时进行真空退火处理。
四、焊后检验与质量控制
1.外观检查
(1)焊缝余高:壁厚≤5mm时0-1.5mm,>5mm时1.0-2.0mm。
(2)表面颜色:银白、淡黄色为合格,深蓝色需酸洗去除氧化层。
2.无损检测
根部焊道需100%渗透检测(PT),所有焊道进行射线探伤(RT)。.
五、特殊场景处理
1.弯头焊接:采用弯头形附加保护罩,配合可移动拖罩实现均匀保护。
2.返修限制:同一部位返修不超过2次,需记录返修方案。
通过上述措施,可有效避免钛合金管道焊接中的氧化、气孔及脆化问题,确保接头强度与耐腐蚀性。实际施工中需结合具体工况(如管径、壁厚)调整工艺参数。