由于鈦材具有較好的韌性和耐腐蝕性,所以在當今的化工領域中得到了越來越多的應用。隨著科學技術的進步,生產工藝及流程的要求也變得越來越高,特別是在醋酸裝置、精對苯二甲酸(PTA)裝置中強介質(醋酸)的腐蝕對材料(鈦材)焊接的要求顯得日益重要。
鈦在元素周期表中的位置處于過渡族ⅣB族,是一種活性金屬。它在常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持高的穩定性和耐腐蝕性;在高溫下與O,N,H,C都有很強的親和力,反應速度較快,在300℃以上快速吸H,600℃以上快速吸O,700℃以上快速吸N,所以鈦焊接過程中容易氧化。同時對焊接區的水分、油脂等雜質也特別敏感,一些肉眼不可見的雜質既會產生大量的氣孔。所以,鈦材焊接易產生兩大缺陷是:氧化,氣孔。
采用直流氬弧焊機且應附有高頻引弧和電流衰減裝置、提前送氣和延遲斷氣功能,目前國內普遍都使用山東奧太、北京時代、上海威特利焊機WS-400和近來的松下數字焊機。因為這樣(采用正接法)可以保證焊接引弧和收弧的質量,同時也減少因使用普通焊機引弧時劃弧或擦弧帶來的夾鎢缺陷和電流衰減熄弧使熔池始終處于氣體保護中。焊槍的冷卻方式:水冷、空冷。通過鈦合金管廠家現場實際情況的對比,水冷效果一般優于空冷,特別是在大型設備和反應罐的焊接工程中,優勢更為突出。同時,在焊接速度上也明顯的比空冷方式快得多。
這個過程是確保整個焊縫質量的關鍵,鈦管廠家對醋酸裝置的手工鎢極氬弧焊施工經驗與大家分享:
①小口徑管線采用管內充氬氣保護焊縫區的內表面,管內應提前充氬,排凈空氣,并保持微弱的正壓和流動狀態。
②焊接前,使用電動磨光機(配鈦絲刷或不銹鋼金屬磨頭)再對待施焊坡口清理一遍(組對間隙應在2~4mm,由于膨脹性大的緣故),清除掉一些不可見的附著在坡口表面的氧化物和其他雜質。
③定位點焊須在全保護下進行,以確保焊點質量(長度5~10mm,高度不超過壁厚的2/3,點數應根據管徑而定)。焊道焊到這些焊點前需要完全打磨掉定位焊點,然后再繼續焊道的焊接,焊接電流的選擇應保證焊件較為熔合的情況下,盡量采用小規范(小電流、小電壓、較快速度)。
④在噴嘴保護氣體流動正常的情況下,在焊接前用氬弧焊炬噴嘴靠近坡口用電弧熱對坡口和坡口兩側進行熱清理,驅除掉一些不可見的雜質和水分。