焊接工藝評(píng)定,按NB/T47014—2011進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,焊接工藝評(píng)定所用鈦管材料為T(mén)A2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準(zhǔn)備預(yù)焊程序時(shí),應(yīng)以焊接可操作性和良好的焊接接頭性能為原則。為保證鈦盤(pán)管施焊的焊接接頭滿足使用要求,鈦管廠家評(píng)定焊接工藝試驗(yàn)時(shí)按預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。所用氬弧焊焊機(jī)型號(hào)為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果可知焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果合格。(2)切片腐蝕試驗(yàn),為了檢驗(yàn)焊接接頭的耐蝕性,鈦管廠家采用氬弧焊焊接一個(gè)鈦管試件,封口時(shí)均采用通水保護(hù),其中中間焊縫特意不進(jìn)行保護(hù),焊縫呈黃色,部分呈藍(lán)色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進(jìn)行腐蝕試驗(yàn),結(jié)果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍(lán)色金黃色焊縫腐蝕嚴(yán)重,表明在焊接過(guò)程中,經(jīng)通水保護(hù)的焊縫同樣耐腐蝕。
鈦管成型的類型有哪些?成型類型,鈦管可以通過(guò)冷、熱成型兩種方成型。冷成型,考慮到金屬的伸長(zhǎng)率,鈦管在低速和室溫下形成。因此,鈦管廠家將進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。制造商將通過(guò)對(duì)成形的鈦管進(jìn)行熱定形來(lái)消除回彈。熱成型,眾所周知,鈦的延展性(包括彎曲性和拉伸成形性)隨著溫度的上升而增加。因此,通常在高溫下制作鈦管。隨著溫度的提高,鈦管的成型操作變得更加簡(jiǎn)單。使用這種方法,實(shí)際上在形成5級(jí)鈦(Gr5TC4)時(shí)就消除了回彈。鈦管彎曲,鈦管使用常規(guī)設(shè)備彎曲。心軸彎管機(jī)是小半徑彎曲的優(yōu)先事項(xiàng)。鈦管廠家為了較大程度地減少鈦的下垂趨勢(shì),必須對(duì)彎管設(shè)備和刮水器模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑。為了獲得較好結(jié)果,彎曲過(guò)程應(yīng)以低速進(jìn)行。
鈦焊管廠家生產(chǎn)的鈦合金具有哪些性能?鈦管廠家生產(chǎn)的鈦合金具有低密度、高比強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、無(wú)磁性等優(yōu)良綜合性能,成為現(xiàn)代航空宇宙領(lǐng)域有前途的金屬結(jié)構(gòu)材料之一。伴隨著鈦合金的大量應(yīng)用,其冶金質(zhì)量問(wèn)題也越來(lái)越受到業(yè)界人士的重視,因此,鈦合金的冶金質(zhì)量問(wèn)題顯得尤為重要。目前,超過(guò)80%的工業(yè)鈦合金用于變形鈦合金,如鈦鍛件、鍛件和軋制型材。鍛造變形是保證鈦合金材料獲得理想組織和性能的主要手段之一,但鈦管廠家不正確的鍛造技術(shù)往往會(huì)給鈦合金產(chǎn)品帶來(lái)不理想的組織和冶金缺陷,惡化其力學(xué)性能,給鈦合金產(chǎn)品的正常使用帶來(lái)潛在危害,同時(shí)給生產(chǎn)和使用廠家?guī)?lái)很多浪費(fèi)。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦管廠家生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時(shí)開(kāi)始發(fā)生組織的固態(tài)轉(zhuǎn)變。886°C一下晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu),成為α鈦;高于886°C時(shí)α結(jié)構(gòu)的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β鈦。這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個(gè)瞬間長(zhǎng)短差異對(duì)熔池的結(jié)晶形式有影響,瞬間越長(zhǎng)越有利于柱狀晶生長(zhǎng)。鈦管廠家由于鈦具有熔點(diǎn)高(1668°C)、熱容量大和導(dǎo)熱性能差等特性,所以焊接時(shí)焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強(qiáng)制冷卻的好壞影響,寒風(fēng)處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長(zhǎng),為熔池結(jié)晶柱狀晶體生長(zhǎng)和接頭熱影響區(qū)的擴(kuò)大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強(qiáng)度端口通常出現(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時(shí)應(yīng)采用軟焊接規(guī)范,即應(yīng)使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
氣雜質(zhì)對(duì)金屬焊接性能的影響,鈦具有較高的化學(xué)活躍性,與空氣中的氧、氮具有極高的親和力。溫度較低時(shí),鈦與氧相互作用,形成一層致密的氧化膜,其厚度隨溫度升高而增加,在600攝氏度以上時(shí),鈦開(kāi)始吸收氧,并將氧溶解于鈦中。當(dāng)溫度再次升高時(shí),鈦的活性急劇增加,與氧發(fā)生劇烈反應(yīng),形成氧化鈦。鈦在300°C以上開(kāi)始吸氫,在700°C以上開(kāi)始吸收氮。由于鈦被氧和氮污染,鈦的強(qiáng)度和硬度增加,而塑性降低。氧氣比氮?dú)獾挠绊懜?。鈦中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%~0.05%時(shí),鈦管廠家會(huì)使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降,而塑性卻下降較少。這意味著氫化物引起的脆性。氫也是焊縫中氣孔的來(lái)源。在焊接過(guò)程中,熔池就像一個(gè)小型冶金爐,熔融金屬與空氣接觸。如果鈦管廠家不采取相應(yīng)的防護(hù)措施,熔融的金屬和空氣被隔絕,氧、氮、氫等氣體要素融入鈦中,形成脆性氧化物和氮化物,焊接金屬的塑性下降,拉伸強(qiáng)度上升,嚴(yán)重的情況下裂,塑性等于0。
屏蔽氣體覆蓋的重要性,建議采用純氬氣焊接鈦,因?yàn)榧兌雀?,含水量低??梢允褂?5/25的氬/氦混合物來(lái)提高穩(wěn)定性并僅在指定時(shí)增加滲透。美國(guó)焊接協(xié)會(huì)(AWS)鈦管廠家建議測(cè)量焊接氣體純度,以確保其符合每種應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。保護(hù)氣體的純度至少為99.995%,不超過(guò)百萬(wàn)分之20(PPM)的氧氣,露點(diǎn)高于-76華氏度。其他應(yīng)用需要99.999%的純氬氣流量。鈦管廠家用尾罩裝備焊槍很重要。否則,氧氣污染的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加,隨之而來(lái)的是破裂的可能性。一些焊工會(huì)制造自己的尾隨防護(hù)罩,雖然有很多款式可供購(gòu)買。尾隨護(hù)罩符合管子的形狀,并沿著管子的GTAW割炬。在火炬及其氬氣流動(dòng)之后,屏蔽為焊縫提供額外的氬保護(hù)。將割炬和尾隨保護(hù)氣流設(shè)置為20立方英尺/小時(shí)(CFH)可提供較佳保護(hù)氣體覆蓋率。始終使用干凈、無(wú)孔的塑料軟管向割炬、拖尾護(hù)罩和吹掃裝置輸送保護(hù)氣體。