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钛管及钛合金管的焊接标准、设备、工艺

发布时间 :2020-02-08 16:11:20 浏览次数 :

1、技术标准

1.1 钛管的设计技术条件与标准

钛管

1.1.1 设计技术条件

1。1。1。1 管材及配件材质IN17850 3。7025,3.7035,3.7055.其化学成分如下表:序号材料号牌号化学成分DINl7850 (级别) Ti C Fe N O H 

北京赛车pk10投注1 3。7025 余量≤0。08 ≤0。20 ≤0。05 0。03~0。12 ≤0。013

2 3。7035 Ⅱ余量≤0。08 ≤0。25 ≤0。05 0。07~0。18 ≤0。013

3 3。7055 Ⅲ余量≤0。10 ≤0。30 ≤0。05 0。15~0。25 ≤0。013

北京赛车pk10投注1.1.1.2 管材规格:φ508×4.5,φ408×14,φ26.9×l.5,φ21.3×2.6。

1.1.1.3 钛管工作条件;温度224℃,压力2.5MPa,介质醋酸,溴化物。

1。1。1。4 管道质量要求:焊接接头系数1,焊缝射线检验100%,水压试验力3。75MPa,气密性试验压力0。625MPa 

1.1.2 技术标准

1.1.2.1 管道工程钛材焊接规范LON1015E 

1.1.2.2 钛管施工技术条件伍德公司标准

1.1.2.3 钛管施工及验收规范SHJ502-86 

1.2 焊接特点

钛管焊接是利用惰性气体对焊接区进行有效保护的TiG焊接工艺。由于钛材具有特殊的物理化学特性,因而其焊接工艺与其它金属存在较大差异。焊接时必须保证:(1)焊接区金属在250℃以上不受活性气体N,0、H

及有害杂质元素C,Fe,Mn等的污染。(2)不能形成粗晶组织。(3)不能产生较大的焊接残余应力和残余变形。所以,焊接过程须按合

北京赛车pk10投注理的工艺,严格按工序质量管理标准,实行全过程的质量控制。使人、机、料、法各因素均

处于良好的受控状态,从而在合理的工期内,保证钛管的焊接质量。

2、材料、设备及工具要求

2.1 钛管及配件;应具有制造厂的出厂合格证和质量证明书。经复验其规格、化学成分、力学性能及供货状态均应符合DIN17850标准的要求。

钛合金管

2.2 焊接材料

2.2.1 焊丝:焊丝牌号为ERTi-2。选择焊丝应符合:(1)焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当;(2)若焊件要求有较高的塑性时,应采用纯度比母材高的焊丝。

2.2.2 焊丝在使用前要进行材质复验,检查出厂合格证和质量证明书;焊丝表面应清洁,无氧化色、无裂纹、起皮、斑疤和夹渣等缺陷。焊丝的化学成分应符合AWS A5.16一70的有关规定。

2.2.3 氩气:工业一级 纯 氩,纯度不得低于99.98%,含水量小于50Mg/L氩气在使用前先检查瓶体上的出厂合格证,以验证氢气的纯度指标,然后检查瓶阀有无漏气或失灵现象。

2。2。4 钨极:选用φ2。0~φ3。0 mm铈钨极,其化学成分应符合如下要求: 

成份%

北京赛车pk10投注牌号W CeO Fe2O3+Al2O3 SiO2 Mo CuO 

Wce-20 余量2。0 ≤0。02 ≤0。06 ≤0。01 ≤0。01

2。3 焊接设备

2.3.1 焊机:采用直流TiG焊机。焊机应保证优良的工作特性和调节特性,

同时配备有完好的电流表和电压表。

 2.3.2 焊炬:采用QS一75°/500型水冷式TiG焊焊炬。焊炬应具有结构简单,轻巧耐用,枪体严密,绝缘良好,气流稳定,夹钨捧牢固,适合于各种位置焊接的特点。

 2.3.3 氩气输送管;采用半硬质塑料管,不宜用橡胶软管和其它吸湿材料。使用时应专用,不得与输送其它气体的管相互串用。氩气管不宜过长,以免压力降过大引起气流不稳,一般不超过30m。

 2。3。4 焊接夹具:用奥氏体不锈钢或铜制管卡兰、锁紧螺栓等组对钛管及配件。应确保对钛管及配件有一定的夹紧力,以保证轴线一致,间隙均匀合适。

 2.3.5 辅助设备及工具:氩气保护罩,磨光机,专用锉刀,不锈钢丝刷等。

3、焊接工艺

3.1 管道预制阶段

 3.1.1 管道切割与坡口加工;管材切割与坡口加工应在专门的作业场所内采用机械加工方法进行。加工时要用非污染介质洁净水进行冷却,以防氧化。加工工具应专用,并保持清洁,以防铁质污染。加工好的管口应保证表面平整,无 裂 纹、重皮等缺陷。切口平面最大倾斜度偏差不超过管径的1%。

3.1.2 表面清理:用奥氏体不锈钢制的钢丝刷清除钛管所有焊接表面及坡口附近100mm内 的 锈 皮、油漆 、脏 物、灰 尘 和 能 与 钛 材 起 反 应 的 杂 物 。用砂 轮 修 整 加 工 面 , 清 除 飞 边 、 毛 刺 、 凸凹等缺陷。

北京赛车pk10投注 3.1.3 组对:将 钛 管、配 件 对 准、夹 好, 轴 线 不 得 偏 移 ,间 隙 均 匀 一 致 ,并 应 防 止 钛 管 在 装配中被损伤和污染。避免强制组对。定位焊采用和正式焊接相同的焊接工艺。

 3.1.4 脱脂处理:用赛璐珞海棉沾无硫乙醇或无硫丙酮对所有焊接表面坡口附近50mm内全部做脱脂处理,处理后的表面应无任何残留物。

3。1。5 焊接:应在有关标准规定的条件下进行。

3.1.5.1 焊接工艺评定

在钛管正式施焊前,用φ252×14 TA2管进行焊接性试验,在此基础上进行φ36×4,φ252×14垂直固定及水平固定位置的四项焊接工艺评定。焊接工艺评定宜在焊接试验室进行。试验前拟定了与工程施工实际相同的焊接方案,评定原则、要求、方法均按ASME IX执行。评定合格的工艺参数如下:

a、坡口条件

 管壁厚(mm) 坡口形式坡口角度对口间隙(mm) 钝边(mm) 清理范围(mm) ≤2 V 50° 0~0。8 0~0。8 每侧50~100 <2 V 60° 0。5~2 1~1。5 每侧50~100 

b电源种类和特性直流正接

c焊接规范壁厚mm ≤2 3~4 4~7 6~7 >7 焊接层数 1 1~2 2~

3 3~4 4~5 钨极直径mm 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 焊丝直径mm 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 焊枪直径mm 10~12 16~20 16~20 16~20 16~

20 电压V 10~12 12~14 12~14 12~14 12~14 电流A 40~70 80~

110 110~140 120~180 120~180 焊速cm/min 7。5~10 10~15 10~15 10~15 10~15 层间温度℃ <200 <200 <200 <200 <200 线能量

KJ/cm 2。4~6。7 3。9~9。3 5。3~11。8 5。8~15。1 5。8~15。1 喷咀氩气l/min 8

~12 12~15 15~20 15~20 15~20 保护罩氩气l/min 16~25 2530 35~

45 35~45 35~45 管内氩气l/min 6~10 8~15 10~20 10~20 10~

20 氩气保护时间S 30~60 >60 >60 >60 >60 保护区氩气充装系数

21.8 21.8 21.8 21.8 21.8 

钛合金管厂家

3.1.5.2 焊工资格

根据焊接工艺评定所提供的工艺参数,在专家的指导下组织焊工进行学习,并请有经验的焊工师傅作示范,对将参与焊接的焊工进行操作技能培训和考试。结果参加培训的五名焊工全部通过DIN8560规定的考试,并参加钛管的焊接工作。

 3.1.5.3 焊材焊丝为德方提供的ERTi-2,规格经工艺评定后确定为φ2.0、

φ3。0。焊丝在使用前应按坡口的清理方法进行表面清理及脱脂处理,施焊时焊丝的端部应除去10~20mm长。

 3.1.5.4 焊接环境

 钛管施工需在预制厂房内进行,在现场焊接固定口时,应根据需要搭设防雨、防风棚,保证焊接环境符合工艺要求。若出现下列条件之一时,不准进行焊接。

 3.1.5.5 层间清理与保护

对多层焊道,在下一层施焊前,首先检查表面氧化程度,如有异常情况,应立即进行表面处理或返修处理,处理时必须用专用的奥氏体不锈钢制钢丝刷和砂轮。

 3.1.5.6 焊缝表面酸洗钝化处理钛材焊接后,经表面色泽检查合格后须对焊缝和热影响区进行酸洗钝化处理。酸洗后必须立即用水彻底冲洗.以除去残留在焊件上的酸液。整个酸洗过程的温度应控制在40℃以下。

酸洗钝化液按下列比例 配方;

3.1.6 焊接检验所有焊缝均应进行外观检查,X射线照相检查,着色检验和压力试验等项检验,均应合格。

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