钛管手工钨极氩弧焊接方法与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种钛管手工钨极氩弧焊接方法。


背景技术：

2.钛白生产企业的很多设备中的介质管道均采用承压能力强、耐蚀性能好、曲强比等综合力学性能优的ta1材质，管道规格为φ50mm
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2mm，在生产过程中由于承压、高温、震动等综合因素，造成管道断裂，从而导致生产过程被迫中断，不仅影响产能，还会造成设备损坏，加之焊接方法、工艺不当，导致修复周期延长，焊接质量差，使用寿命短等问题，对钛白年产能造成重大影响，为企业造成重大经济损失。
3.因此，有必要研究一种钛管焊接方法，保证在出现钛管断裂后能及时完成焊接修复，且能够满足各工序耐压、耐高、低温等严苛工况使用需求，且延长使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种钛管手工钨极氩弧焊接方法，以解决现有技术中钛管焊接质量较差的问题。
5.根据本发明的一个方面，提出一种钛管手工钨极氩弧焊接方法，所述钛管的直径为50mm，壁厚为2mm，所述方法包括：
6.对钛管进行坡口加工后进行组对；
7.采用手工钨极氩弧焊对组对后的钛管进行焊接，并且在焊接过程中使得钛管内通入保护气体；其中，焊枪喷嘴直径为16～20mm，焊枪保护气体流量为18～22l/min，管内保护气体流量为8～12l/min，钨极直径为2.0mm，焊丝直径为1.5mm，焊接电流为60～70a。
8.根据本发明的一个实施例，进行坡口加工时，使得钝边尺寸为0mm；以及使得组对间隙为0mm。
9.根据本发明的一个实施例，采用断弧对称焊接的方式进行焊接，其中所述断弧对称焊接包括：将接缝分多段，每焊接一段后再焊接与之对称的另一段，并且对每段进行断弧焊接。
10.根据本发明的一个实施例，进行断弧对称焊接时，每段的焊接长度为全部焊接长度的1/4。
11.根据本发明的一个实施例，在进行所述断弧对称焊接之前先进行点固焊。
12.根据本发明的一个实施例，在焊接之前，对钛管依次进行碱液浸泡、干燥、打磨、无水酒精清洗、干燥、焊前焊缝表面处理、第二次无水酒精清洗、干燥。
13.根据本发明的一个实施例，钨极伸出长度为3～4mm。
14.根据本发明的一个实施例，焊枪喷嘴直径为18mm，焊枪保护气体流量为19.5l/min，管内保护气体流量为9l/min，焊接电流为65a。
15.根据本发明的一个实施例，焊枪喷嘴直径为19mm，焊枪保护气体流量为20l/min，管内保护气体流量为10l/min，焊接电流为68a。
16.在根据本发明的实施例的钛管手工钨极氩弧焊接方法中，采用焊缝正面大喷嘴保护+管内充氩焊缝背面保护措施，确保对高温区焊缝及热影响区的保护效果，确保焊接质量；并且，通过采用大直径喷嘴和大气体流量，可以进一步确保高温区焊缝及热影响区、焊丝端部高温区始终处于焊枪喷射氩气保护氛围中，避免高温焊缝及热影响区被氧化；通过采用较小的焊接参数(包括：小直径钨极、小直径焊丝、较小的焊接电流)，可以在确保快速焊透的情况下控制熔池及热影响区温度，防止温度过高导致钛管缺陷。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明实施例进一步详细说明。
18.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
19.本发明提出一种钛管手工钨极氩弧焊接方法，所述钛管的直径为50mm，壁厚为2mm，所述方法包括：
20.对钛管进行坡口加工后进行组对；
21.采用手工钨极氩弧焊对组对后的钛管进行焊接，并且在焊接过程中使得钛管内通入保护气体；其中，焊枪喷嘴直径为16～20mm，焊枪保护气体流量为18～22l/min，管内保护气体流量为8～12l/min，保护气体可以采用高纯氩(99.99％)，钨极直径为2.0mm，焊丝直径为1.5mm，采用直流正极性弧焊电源，焊接电流为60～70a。
22.在本发明的实施例中，采用焊枪保护已焊焊缝正面，增加管内焊缝背面保护，确保高温区焊缝正、反两面及热影响区始终处于氩气保护氛围，保证焊接质量；并且，通过采用大直径喷嘴和大气体流量，可以进一步确保高温区焊缝及热影响区、焊丝端部高温区始终处于焊枪喷射氩气保护氛围中，避免高温焊缝及热影响区被氧化；通过采用较小的焊接参数(包括：小直径钨极、小直径焊丝、较小的焊接电流)，可以在确保快速焊透的情况下控制熔池及热影响区温度，实现精准的焊缝温度控制，防止温度过高导致钛管缺陷。本发明可以有效地保证焊接质量，焊后水压实验压力≥0.4mpa，正常使用后未发生断裂。
23.在一些实施例中，进行坡口加工时，使得钝边尺寸为0mm；以及使得组对间隙为0mm。这样可以确保最短时间完成一次焊透并确保管内保护气体损耗最小。
24.在一些实施例中，采用断弧对称焊接的方式进行焊接，其中所述断弧对称焊接包括：将接缝分多段，每焊接一段后再焊接与之对称的另一段(例如接缝包括上下左右四段，先焊接上段再焊接下段，之后依次焊接左段和右段)，并且对每段进行断弧焊接。采用断弧对称焊接的方式，有利于控制熔池及高温区焊缝温度并且实现更快的散热降温速度以及确保高温区焊缝及热影响区始终处于氩气保护氛围。
25.在一些实施例中，进行断弧对称焊接时，每段的焊接长度为全部焊接长度的1/4。
26.在一些实施例中，在进行所述断弧对称焊接之前先进行点固焊。
27.在一些实施例中，在焊接之前，对钛管依次进行碱液浸泡、干燥、打磨、无水酒精清洗(包括焊丝)、干燥、焊前焊缝表面处理、第二次无水酒精清洗、干燥。
28.综上所述，本发明从焊前准备、焊接材料及工具的匹配、焊接参数的指定、焊接过
程中对焊缝温度控制、对高温区的保护等方面进行改进，特别是设计了大喷嘴直径、大气体流量、小的焊接参数、管内充氩、断弧对称焊接，从而保证φ50mm
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2mmta1钛管手工钨极氩弧焊焊接质量，确保一次性单面焊双面成型，耐压实验压力》0.6mpa。通过本发明的技术方案，可以确保整个焊接过程中的高温熔池及热影响区始终处于氩气保护氛围，避免高温焊缝及热影响区被氧化，确保焊接质量，控制焊缝温度《200℃的工艺条件下焊后无氧化现象，未发生脆裂，探伤无缺陷且满足水压试验标准。
29.下面根据具体的实施例进行说明。
30.实施例1
31.本实施例为1#酸解锅压缩空气50
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2.5mm ta1钛管1#管道，焊接位置为水平固定焊。待焊钛管钝边为0mm，组对间隙0mm，钨极直径为2.0mm，焊丝直径1.5mm，焊枪喷嘴直径16mm，钨极伸出长度为3mm，氩气纯度为99.99％，焊枪氩气流量为18l/min，管内保护气体流量为8l/min，焊接电流为60a，管底部焊接时需注意，熔孔尺寸为1mm左右时添加焊丝，焊丝需添加到熔孔处并尽量与电弧一并往管内顶送，确保管内最底部焊缝不产生内凹缺陷。焊后焊缝呈金黄色，外观表面检测焊缝成型均匀，未发现焊缝发蓝、咬边、气孔，未焊透、未熔合等缺陷，探伤无缺陷，满足焊缝承压0.6mpa的水压实验，投入使用后未发生断裂等现象。
32.实施例2
33.本实施例为2#酸解锅压缩空气50
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2.5mm ta1钛管1#管道，焊接位置为垂直固定焊。待焊钛管钝边为0mm，组对间隙0mm，钨极直径为2.0mm，焊丝直径1.5mm，焊枪喷嘴直径18mm，钨极伸出长度为3.5mm，氩气纯度为99.99％，焊枪氩气流量为19.5l/min，管内保护气体流量为9l/min，焊接电流为65a，管上部焊接时需注意防止咬边，观察到熔孔尺寸在1mm左右时，焊丝需沿上端管待焊焊缝侧添加到熔孔中后端，从而达到防止上端管道焊缝产生咬边的目的。焊后焊缝呈银白色，外观表面检测焊缝成型均匀，未发现咬边、气孔，未焊透、未熔合等缺陷，探伤无缺陷，满足焊缝承压0.6mpa的水压实验，投入使用后未发生断裂等现象。
34.实施例3
35.本实施例为2#冷冻结晶器冷冻盐水50
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2.5mm ta1钛管管道，焊接位置为水平固定焊。待焊钝边0mm，组对间隙0mm，钨极直径为2.0mm，焊丝直径1.5mm，焊枪喷嘴直径19mm，钨极伸出长度为3.5mm，氩气纯度为99.99％，焊枪氩气流量为20l/min，管内保护气体流量为10l/min，焊接电流为68a，管底部焊接时需注意，形成熔孔后，焊丝需添加到熔孔处并尽量与电弧一并往管内顶送。焊后焊缝呈银白色，外观表面检测焊缝成型均匀，未发现咬边、气孔，未焊透、未熔合等缺陷，探伤无缺陷，满足焊缝承压0.6mpa的水压实验，投入使用后未发生断裂等现象。
36.实施例4
37.本实施例为5#冷冻结晶器冷冻盐水50
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2.0mm ta2钛管管道，焊接位置为垂直固定焊。待焊钝边0mm，组对间隙0mm，钨极直径为2.0mm，焊丝直径1.5mm，焊枪喷嘴直径20mm，钨极伸出长度为4mm，氩气纯度为99.99％，焊枪氩气流量为22l/min，管内保护气体流量为12l/min，焊接电流为70a，焊接时需注意上管，观察到熔孔尺寸在1mm左右时，焊丝需沿上端管待焊焊缝侧添加到熔孔中后端，从而达到防止上端管道焊缝产生咬边的目的。焊后焊缝呈金黄色，外观表面检测焊缝成型均匀，未发现咬边、气孔，未焊透、未熔合等缺陷，探无缺
陷，满足焊缝承压0.6mpa的水压实验，投入使用后未发生断裂等现象。
38.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钛管手工钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述钛管的直径为50mm，壁厚为2mm，所述方法包括：对钛管进行坡口加工后进行组对；采用手工钨极氩弧焊对组对后的钛管进行焊接，并且在焊接过程中使得钛管内通入保护气体；其中，焊枪喷嘴直径为16～20mm，焊枪保护气体流量为18～22l/min，管内保护气体流量为8～12l/min，钨极直径为2.0mm，焊丝直径为1.5mm，焊接电流为60～70a。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行坡口加工时，使得钝边尺寸为0mm；以及使得组对间隙为0mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用断弧对称焊接的方式进行焊接，其中所述断弧对称焊接包括：将接缝分多段，每焊接一段后再焊接与之对称的另一段，并且对每段进行断弧焊接。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进行断弧对称焊接时，每段的焊接长度为全部焊接长度的1/4。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在进行所述断弧对称焊接之前先进行点固焊。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在焊接之前，对钛管依次进行碱液浸泡、干燥、打磨、无水酒精清洗、干燥、焊前焊缝表面处理、第二次无水酒精清洗、干燥。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，钨极伸出长度为3～4mm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，焊枪喷嘴直径为18mm，焊枪保护气体流量为19.5l/min，管内保护气体流量为9l/min，焊接电流为65a。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，焊枪喷嘴直径为19mm，焊枪保护气体流量为20l/min，管内保护气体流量为10l/min，焊接电流为68a。

技术总结
本发明公开了一种钛管手工钨极氩弧焊接方法，所述钛管的直径为50mm，壁厚为2mm，所述方法包括：对钛管进行坡口加工后进行组对；采用手工钨极氩弧焊对组对后的钛管进行焊接，并且在焊接过程中使得钛管内通入保护气体；其中，焊枪喷嘴直径为16～20mm，焊枪保护气体流量为18～22L/min，管内保护气体流量为8～12L/min，钨极直径为2.0mm，焊丝直径为1.5mm，焊接电流为60～70A。本发明能够对熔池、焊缝及热影响区进行有效的温度控制和保护，保证焊接质量。量。


技术研发人员：邓健 白威 陆鑫 徐飞翔
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：2023.08.24
技术公布日：2023/10/11