鈦比鋼輕45%，比鋁重60%，比它們中的任何一種都強(qiáng)三倍以上。雖然它比許多其他金屬貴得多，但它比大多數(shù)金屬具有更高的耐腐蝕性、更低的生命周期成本、更長的使用壽命和更低的維護(hù)和修理成本。鈦的常見應(yīng)用包括軍事、航空航天、造船、化工、發(fā)電、油氣開采和醫(yī)療設(shè)備。
鈦是一種活性金屬，易與氧氣相互作用，易氧化污染，不易焊接。然而，精心的準(zhǔn)備，穩(wěn)定的技術(shù)和大量的實(shí)踐可以完成成功的焊接。
本文介紹了以美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn)Gr5和國產(chǎn)TC4(Ti6Al4V)為參照，在鈦管、鈦合金管和管道上進(jìn)行的氣體保護(hù)鎢極電弧焊(GTAW，又稱TIG焊或TIG惰性氣體保護(hù)焊)。
清潔是.重要的
焊接鈦管需要極其清潔的母材、填充金屬和焊接環(huán)境必須完善。如果焊工在成型和拉伸過程中使用護(hù)手霜、油污、車間粉塵、油漆、污垢、切削液和潤滑劑等身體乳液，會導(dǎo)致脆化和焊接失敗。
首先清潔工作區(qū)域，清除各種雜物，保證選擇氣流.小的地方，盡量保證環(huán)境無風(fēng)，避免焊接時干擾保護(hù)氣體。接下來，清潔加油桿和母材上的油污:戴上專門用于此目的的腈手套，以防止操作者手上的護(hù)手霜或附著在其他手上的油污摩擦到待焊接的鈦管上。然后將甲乙酮(MEK)涂在干凈的無絨布上，并擦拭鈦以去除任何殘留的表面污染物。此時，將填充棒放入密封容器中，以防止進(jìn)一步污染。
焊接前，清除鈦與管道表面氧氣反應(yīng)時形成的氧化皮。該氧化層為鈦提供了顯著的耐腐蝕性。然而，它必須在焊接前去除，因為它在比鈦更高的溫度下熔化，并且可以進(jìn)入熔化的焊接池以產(chǎn)生削弱夾層的夾雜物。
無論是帶硬質(zhì)合金去毛刺工具的模具磨床，還是專門用于鈦合金的硬質(zhì)合金銼刀，都可以.好地去除焊接接頭上的氧化層。建議不要使用鋼絲絨和磨料，因為它們會造成污染。記得使用低研磨速度，以防過熱。磨掉氧化層后，用MEK或丙酮浸濕的布再次擦拭接縫。因為有些溶劑閃點(diǎn)低等等。，需要等溶劑完全蒸發(fā)后才能打弧。
完美契合
對于鈦管來說，組裝可能比任何其他金屬管都重要，因為防止氧氣進(jìn)入焊縫非常重要。接頭應(yīng)為方形(不要形成V形缺口)，有助于減少填充接頭所需的熱量和焊接金屬；這反過來降低了燒穿和污染的可能性。
將零件夾緊在定位器或工作站上，確保兩端盡可能緊密準(zhǔn)確地對接在一起。
大多數(shù)薄壁鈦管和管道不需要預(yù)熱。但是，如果您計劃焊接厚度大于1/3英寸的鈦管，請咨詢您的焊接設(shè)備供應(yīng)商，因為一些預(yù)熱和后加熱可能是有益的。
保護(hù)氣體覆蓋的重要性
美國焊接協(xié)會(AWS)建議測量焊接氣體的純度，以確保其符合每種應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。保護(hù)氣體的純度應(yīng)至少為99.995%，不超過百萬分之二十(ppm)的氧氣，露點(diǎn)應(yīng)高于-76華氏度。其他應(yīng)用需要99.999%的純氬氣流量。
為焊槍配備尾罩是非常重要的——否則，氧氣污染的風(fēng)險會增加，破裂的可能性也會隨之增加。有的焊工會自己做拖尾護(hù)盾，雖然買的款式很多。尾屏蔽符合管道的形狀，并沿管道的GTAW焊炬切割。在焊槍及其氬氣流之后，保護(hù)罩為焊縫提供額外的氬氣保護(hù)。將火炬和尾部保護(hù)氣體流量設(shè)置為20立方英尺/小時(CFH)可以提供.佳的保護(hù)氣體覆蓋率。
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