T A 2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝及可靠性研究

沈青青(浙江龍盛化工研究有限公司，浙江 紹興 312369)

鈦在我國工業(yè)發(fā)展中起著越來越重要的作用，其優(yōu)越的性能促進了航空航天以及石油化工等行業(yè)的發(fā)展，如何將鈦更好地應用于工業(yè)當中，對于我國社會經(jīng)濟的發(fā)展具有重要推動作用。鎢極氬弧焊是鈦合金中常用的焊接方法之一，鎢極氬弧焊焊接工藝能更好地確保焊接質(zhì)量，適合TA2鈦管的焊接。本文就TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝及可靠性的研究，主要通過鈦管進行實際加工，從而對鎢極氬弧焊焊接工藝以及可靠性進行了相關分析。

1 TA2鈦管的可焊性分析及焊接工藝設計

1.1 TA2鈦管的可靠性分析

TA2鈦管是一種工業(yè)純鈦構(gòu)成的鈦管，本文選擇的TA2鈦管規(guī)格為直徑40mm，厚度為6mm。TA2鈦管的純鈦具有金屬性活潑的特點，在實際焊接過程中，由于其金屬性活潑的特點影響，很容易與其他化學元素發(fā)生反應，從而導致鈦元素中摻雜其他雜質(zhì)，對鈦金屬整體性能產(chǎn)生不利影響[1]。所以，在進行TA2鈦管焊接時，要將這些問題充分考慮進去，確保TA2鈦管焊接過程中，保證其金屬性不受其他雜質(zhì)影響。TA2鈦管進行焊接過程中，主要有以下幾個方面的問題：（1）TA2鈦管的熔點高，異熱性能較差，從而導致焊縫存在較大的金屬晶粒，影響TA2鈦管的使用性能；（2）受到其他雜質(zhì)影響，容易導致焊接接頭脆化，從而影響TA2鈦管整體性能；（3）鈦元素金屬性活潑，焊接過程中容易與其他化學元素發(fā)生反應，進而出現(xiàn)焊接裂縫。針對于上述問題，TA2鈦管需要采取鎢極氬弧焊的焊接工藝，可以有效防止氣體雜質(zhì)對鈦金屬造成影響，在焊接過程中，焊絲要與TA2鈦管的材質(zhì)一致，焊頭的強度要與焊接的TA2鈦管強度相近，提升鈦合金的強度，使之更具可靠性。

1.2 TA2鈦管的焊接工藝設計

TA2鈦管在進行焊接之前，要進行焊接工藝設計，針對TA2鈦管焊接可能遇到的問題，制定行之有效的焊接工藝，這對于保證TA2鈦管焊接的順利完成，有著重要作用。一般來說，TA2鈦管的焊接工藝主要包括以下幾個方面內(nèi)容：（1）焊接工藝實施的條件：焊接材料、焊接設備選擇；（2）焊接鈦管的選擇：鈦管的型號、直徑、厚度；（3）焊接接頭選擇：注意與鈦管的型號、焊接設備型號保持一致；（4）焊前準備：進行鈦管定位，施工現(xiàn)場清潔；（5）工藝選擇：焊接方法以及焊接條件符合工藝要求；（6）焊后質(zhì)檢工作：焊接完成后進行質(zhì)量檢測，確保焊接符合質(zhì)量標準。

2 TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝應用以及可靠性試驗研究

2.1 TA2鈦管選擇

本文研究的TA2鈦管，主要是直徑40mm，厚度為6mm的規(guī)格，其化學成分及含量如下：Fe 0.05%，C 0.02%，N 0.01%，H 0.001%，O 0.11%，由此可見，本文研究的TA2鈦管符合ASTMB861標準。進行實驗研究時，焊絲選擇為純鈦的Gr.1焊絲，其金屬性與TA2鈦管相符合。焊機的選擇，主要采用TIG焊，考慮到了TA2鈦管焊接的現(xiàn)場條件，以TIG焊進行TA2鈦管焊接，能夠確保其可靠性[2]。

2.2 焊前準備

焊接的材料以及相應設備準備好后，進行TA2鈦管焊接時，事先要進行焊前準備，焊前準備主要注意以下幾個方面內(nèi)容：（1）坡口設計：坡口設計可以確保熱源進入焊縫根部，便于焊接操作，并且能夠更好地調(diào)節(jié)金屬比例，獲得較好的焊接成型；（2）焊前清理：確保焊接施工現(xiàn)場的整潔，有利于保證焊接質(zhì)量；（3）鈦管裝配：將鈦管與管子組對接，保證良好的焊接質(zhì)量；（4）選擇合適的氬氣流量：避免雜質(zhì)氣體與鈦金屬產(chǎn)生化學反應，影響鈦管焊接質(zhì)量。

2.2.1 焊接注意事項以及質(zhì)量檢測

TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接時，要注意以下幾個方面內(nèi)容：（1）焊接時以高頻引弧，提前送氣，在焊接結(jié)束后，注意保護罩撤離時機，避免焊接接頭受到氣體雜質(zhì)污染；（2）對接接頭采用錫紙包裹，焊接時再撕下錫紙，確保鈦的純度；（3）焊接時注意焊槍操作，不能進行橫線擺動，注重焊接質(zhì)量。焊接結(jié)束后，要注意焊接質(zhì)量檢測，通常會采用層間檢測和最終檢測兩種質(zhì)量檢測方法。層間檢測注意觀察焊接顏色，最終檢測則從外觀進行檢查，對焊縫的表面進行仔細觀察，確保氣孔、裂紋等不存在問題，才證明焊接工藝完成。通過對直徑40mm，厚度6mm的TA2鈦管進行實際焊接，最終檢測結(jié)果合格，我們可以確定，TA2鈦管進行鎢極氬弧焊焊接方式可行，該焊接方法對鈦管焊接的質(zhì)量可以得到有效保證。

3 結(jié)語

綜上所述，通過研究TA2鈦管鎢極氬弧焊焊接工藝的可靠性，我們發(fā)現(xiàn)鎢極氬弧焊焊接工藝對于鈦管焊接具有積極推動作用，將之推廣于鈦管焊接中，對促進鈦工業(yè)的發(fā)展來說具有積極作用，為鈦焊接工藝提供了理論和實踐依據(jù)。

[1]林永新.鈦及鈦金屬的應用及研究[J].稀有金屬材料與工程，2010，10（05）：48-55.

[2]白木.金屬鈦的性能、發(fā)展及應用[J].礦業(yè)快報，2009，11（05）：1-7.