钛管焊接时接头的保护
浅谈TA2(钛管)的焊接
浅谈TA2（钛管）的焊接发表时间：2020-11-05T07:56:51.718Z 来源：《防护工程》2020年20期作者：咸世瀚[导读] （1）成型焊区高温热及气体保护的影响。
在常温下，TA2性能较稳定，高温下，特别是在施焊过程中，钛与氧、氢、氮反应的速度极快，根据有关资料介绍，TA2在施焊过程中，温度在300℃以上时能快速吸氢、温度在400℃以上时能快速吸氧、温度在600℃以上时能快速吸氮，而在空气中的氧化最为敏感。
中油吉林化建工程有限公司吉林吉林 132021摘要：由于TA2的活泼性较强，从而在实施钛管的焊接上，对焊接温度的控制、保护气体的保护效果、焊接环境等方面要求较严格，稍有不慎，将给焊接质量造成较大影响，严重时将导致产品的报废。
实践证明：通过进行对影响焊接质量的主要因素分析，确定焊接关键过程，加强对焊接过程中的环境、人员、焊接参数及方法的控制，能有效地保证钛合金管材料的焊接质量得到更进一步的提高，防止焊接废品的出现。
关键词：TA2；钛管；焊接温度；保护气体；质量1引言我公司于吉化电石厂（103厂）在建的中国吉林石化公司电石厂丙烯酸及酯废水治理项目施工中使用了抗腐蚀性能优异的TA2钛管，管径为Φ25～Φ89，壁厚为2.5mm～3.5mm，管线总长为139m。
常温下，工业纯钛的屈服极限及抗拉强度偏低，但塑性及韧性性能良好，抗腐蚀性能优良，而且可焊性好，其线胀系数和导热系数都较小。
TA2是一种活泼性较强的金属，在高温下对氧、氢、氮等气体具有极大的亲和力，即吸收和溶解气体的能力很强，特别是在焊接过程中，这种能力伴随着焊接温度的升高，而表现得尤为强烈。
实践证明，焊接时如果对钛合金与氧、氢、氮等气体的吸收和溶解不加以控制，最终将导致产品的报废。
所以，以上现象的产生，无疑给钛管接头的施焊工作和焊接质量带来了极大的困难和影响。
因此，在钛管接头的焊接上，必须加以有效的预防和控制，以满足焊接上的质量要求。
工业钛管焊接工法
工业钛管焊接工法工业钛管焊接工法引言：在工业领域中，钛管的使用越来越普遍。
钛具有优异的耐腐蚀性、高强度、低密度等特点，使其广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
然而，由于其特殊性质，钛的焊接工艺相对较为复杂。
本文将介绍工业钛管焊接的一些常用工法，并探讨其特点和注意事项。
一、焊接工法及特点：1. 氩弧焊接法：氩弧焊接法是目前工业钛管焊接最常用的方法之一。
其特点是焊接过程稳定，气氛保护良好，焊接口质量较高。
在氩气保护下，采用直流或交流电弧进行焊接，通过熔化焊条和基材表面形成液态金属池，然后使其冷却凝固，形成焊接接头。
氩弧焊接法的优点是焊接接头质量高，焊缝表面光滑，适用于薄壁钛管的焊接。
2. 等离子焊接法：等离子焊接法是一种高功率能量集中区的焊接方法，适用于较厚且壁厚不均匀的钛管。
等离子焊接利用高能电弧产生的等离子体来提供熔化焊条和基材所需的热量，通过高功率电弧激发成气体离子，再让离子与零件表面的金属原子相撞击，使其发生热交换并熔化。
这种焊接方法可以在大功率下实现高速焊接，适用于大规模焊接作业。
3. 焊锡焊接法：焊锡焊接法适用于工业钛管与其他材料的连接。
该方法主要是先在钛管和另一种金属表面涂敷焊锡，然后通过加热使焊锡熔化并与两种金属融合。
焊锡焊接法具有焊接速度快、连接强度高、气氛保护良好等优点。
然而，由于钛的反应性较强，焊锡焊接时需要注意选择化学性能符合要求的焊锡。
二、焊接注意事项：1. 气氛保护：钛具有强烈的化学性质，在高温条件下非常容易氧化。
因此，在焊接过程中必须采取有效的气氛保护措施，以保持焊接区域的稳定与纯净。
常用的气氛保护方法包括氩气保护和真空保护。
选择气氛保护方法时需要考虑工艺要求和成本效益。
2. 清洁作业环境：焊接区域应保持干净、整洁，避免灰尘、油污等杂质的污染。
因为这些杂质会在焊接过程中生成气体，影响焊缝质量和气氛保护效果。
3. 控制焊接温度：对于工业钛管来说，焊接温度是十分关键的因素。
钛材管件一管子对焊常见缺陷及防范措施
钛材管件一管子对焊常见缺陷及防范措施1 概述钛装备主要应用于石油、化工和热能电站等工业部门。
而钛管件(如弯头、三通及异径管等)与管子的连接是其重要组成部分。
根据多次调查，钛装备(由于有其特殊的使用性能。
应用日益广泛)中管件与管子连接处事故率较高，这与该处断面工况条件陡变。
受力较为恶劣有关。
2 材料焊接缺陷分析2．1 性能与特点钛在885℃时发生同素异构转变。
在885℃以下为密排六方晶格结构，称为a钛(工业纯钛为此类，本文重点研究对象)。
在885℃以上为体心立方晶格结构，称为J3钛。
钛合金的同素异构转变温度则随加入的合金元素种类和含量不同而变化。
工业纯钛根据其杂质(主要是氧和铁)含量以及由此而引起的强度差别分为TA1、TA2、TA3三个牌号。
它们具有良好的耐蚀性、塑性和韧性，但对其加工性、焊接性要求较高。
2．2 焊接缺陷及其形成机理(1)焊接气孔钛材焊接中，易于发生气孔。
(2)脆裂与过热氢是钛中最有害的元素之一，它能降低钛的塑性与韧性，导致脆裂。
若母材或焊接材料中含氢量较大，则应预先作脱氢处理。
钛在600℃以上就会急剧地和氧、氮化合，生成二氧化钛和氮化钛(硬度极大)。
当加热到800℃以上，二氧化钛即溶解于钛中并扩散深入到金属钛的内部组织中去，形成0．01～0．08 mm的中间脆性层。
温度越高，时间越长，氧化、氮化也越严重，焊接接头的塑性就会急剧降低。
此外，钛还易与碳形成脆性的碳化物，降低塑性和可焊性。
(3)焊接热温波裂纹常见金属焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂裂纹等，焊接热温波裂纹是近年来发现的又一种新裂纹。
即焊缝处经过反复多次加热与冷却后而形成的一种裂纹，其发展趋势最终为断裂。
它多发生在厚壁管件一管子的多层多道焊焊缝区域上(主要在熔合区附近)或焊缝修补之处。
其特征是裂纹区域材质性能发生变化(尤其是塑性、韧性降低)，晶粒松弛，晶格歪扭。
有局部硬化现象，有时裂纹旁边伴有若干更细微裂纹。
它发生的滞后性强，其隐蔽性危害性比冷裂纹更大。
钛管焊接特点
钛管焊接特点
钛管焊接的特点有：
1. 高熔点：钛的熔点约为1668℃，因此焊接钛管需要采用高
温焊接技术，如电弧焊和激光焊。
2. 易氧化：钛容易与氧气反应生成氧化钛，导致焊接质量下降。
因此在焊接过程中需要保持良好的气氛，常用的保护气体有惰性气体如氩气。
3. 特殊焊接材料：钛与常用的焊接材料如钢和铝有很大的化学反应活性差异，因此需要使用专门的焊接材料，如钛焊丝和钛焊条。
4. 热影响区（HAZ）狭窄：由于钛的导热性能较差，焊接时
会产生较大的焊接热影响区，容易导致焊接接头局部变硬。
因此需要控制焊接参数，避免对焊接接头造成过大的热影响。
5. 高强度和耐腐蚀性：钛管具有较高的强度和耐腐蚀性，能够在高温和腐蚀环境下工作。
焊接钛管需要保证焊缝的强度和耐腐蚀性能，需进行适当的焊后热处理和腐蚀防护。
钛管道的焊接
钛管道的焊接摘要：本文在充分分析钛金属焊接性能的基础上，根据钛金属的焊接特点，着重介绍了钛金属焊接过程中应该注意的事项，详细论述了钛金属焊接前、焊接过程中以及焊接完成以后采取的各类防护措施，为以后同类产品的成功焊接提供必要的参考和借鉴关键词：活动对口卡具、外保护气体托罩、内保护紫铜防护气罩、全管道保护紫铜皮气罩、气体置换、保护气体检测、铁污染检测等1 前言钛金属因其优异的力学性能和耐腐蚀性能，正日益被航天、造船和石化等行业广泛应用；但是，由于钛金属具有较强的的高温化学活性，也使其成为一种较难焊接的一种金属。
本文结合我国近年来石油化工装置建设中的钛管道实践，对施工现场的钛管道焊接进行了探讨。
2 钛金属的特性钛是一种银白色金属，具有密度小、熔点高、线膨胀系数小和导热性差等特点。
钛与氧的亲和力很强，在室温条件下就能在表面生成一层致密而稳定的氧化簿膜，由于氧化簿膜的保护作用，从而使钛具有了良好的耐酸、碱腐蚀性能。
钛通常有两种晶格结构，在882℃以下为密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上为体心立方晶格结构，称为β钛。
常用钛金属的牌号、化学成分和力学性能见表1。
表1 常用钛金属的牌号、化学成分和力学性能钛金属在常温下的化学性能比较稳定，但随着环境温度的升高，其化学活性急剧增大，对空气中氧、氮、氢等杂质的吸收能力也随之急剧增强，在固态下就有很强的吸收各种气体的能力。
研究资料表明，钛从250℃开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，且随着温度的提高，其吸收能力也随之增强。
当钛金属在吸收了一定数量的氧、氮、氢等气体杂质之后，其屈服极限和延伸率等性能将急剧下降。
3 钛金属的焊接性分析3．1 焊接脆化分析虽然钛金属在常温下化学性能比较稳定，但在焊接过程中，由于熔池金属、液态熔滴和熔合区及热影响区均处于高温状态，故其化学活性急剧增大，具有极强的吸收空气中氧、氢、氮等杂质的能力。
当钛金属在焊接过程中吸收了一定数量的氧、氢、氮等杂质后，其焊接接头性能将产生以下变化：（1）钛金属在高温焊接状态下吸收的氧，将熔入金属晶格间隙，形成间隙固溶体使金属晶格发生畸变，增大晶粒滑移阻力，产生固溶强化，从而导致焊缝金属变脆、韧性下降。
钛及钛合金管氩弧焊焊接保护罩设计
钛及钛合金管氩弧焊焊接保护罩设计摘要：目前，随着社会的发展，我国的机械工程的发展也越来越迅速。
钛合金由于其优异的综合性能而成为航空、航天以及化学工业等特殊装备制造的重要材料，称之为“太空金属”。
但是，在高温下，钛合金强烈吸收氧气、氮气和氢气，钛会从250℃开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，随着温度不断升高，钛会吸收更多的气体。
钛合金焊接过程中焊缝高温区气体的保护将直接影响到焊接后的材料性能，成为确定防护效果的关键。
当焊缝高温区保护效果好时，焊缝表面呈银白色，随着高温区保护效果变差，焊缝表面会渐渐出现黄色、紫色和蓝色，当保护效果最差时甚至能够出现彩色。
由此可见，在钛合金焊接过程中气体保护尤为重要。
近些年，钛合金焊接气体保护技术获得国内外研究学者广泛关注，与此同时，有关钛合金焊接气体保护技术的专利申请数量也逐年增多。
通过对钛合金焊接气体保护专利文献的阅读、分类、总结，发现主要通过以下途径来增强钛合金气体保护效果：改变喷嘴结构、加入托罩、使用真空箱或惰性气体箱、调整保护气体种类和含量、焊缝正反面气体保护，本文重点介绍其中三个方法的专利发展情况。
关键词：钛及钛合金管氩弧焊；焊接保护罩；设计引言钛及钛合金是二十世纪四十年代末开始发展起来的一种优良的工业金属材料，其主要特点是密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的低温性能，并且具有某些特殊的物理、化学特性，如超导、记忆、储氢等特殊功能，因此在宇航、航空、化工、石油、冶金、电力、医疗等领域得到了广泛的应用。
1钛及钛合金的焊接性分析由上述钛的物理化学性质可知，钛的熔点高于不锈钢，比热容大于不锈钢，化学活性大于不锈钢，因此钛材的焊接相较不锈钢来说有更高的要求。
钛及其合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲和力，液态的熔池和熔滴金属如得不到有效保护，则更容易受到空气等杂质的玷污，脆化程度更严重，给焊接带来困难。
同时，钛合金导热性差，电阻系数大，焊接时产生的热量多，热容大，不容易散失，熔化焊时需要用惰性气体或在真空状态进行保护。
小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法(2)
小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法一、前言小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法，是一种在工程建设中常用的焊接工艺。
氩弧焊是一种高质量的焊接方法，通过在焊接接头周围形成有效的保护层，防止了氧气和水蒸气对焊接接头的污染，在焊接过程中保持接头的纯净度。
二、工法特点1.全罩氩气保护：通过在接头周围形成全罩氩气保护层，保持焊接接头的纯净度，防止污染。
2.氩弧焊：采用氩弧焊机进行焊接，焊缝质量高，焊接接头牢固可靠。
3.小直径管道：适用于小直径的钛合金管道焊接，满足工程需求。
三、适应范围该工法适用于小直径TA2钛合金管道的焊接工程，如石化、化工等工业领域中的管道系统。
四、工艺原理该工法通过全罩氩气保护和氩弧焊技术实现对小直径TA2钛合金管道接头的焊接。
在施工过程中，采取了以下技术措施：1.将氩气从焊头喷嘴注入到焊接接头所在位置，形成全罩保护层，防止污染和氧化。
2.使用氩弧焊机进行焊接，确保焊缝的质量。
3.控制焊接电流和焊接速度，保证焊接接头的牢固性和完整度。
五、施工工艺1.准备工作：清理管道表面，除去杂质和污物，确保焊接接头的纯净度。
2.安装焊接设备：安装氩弧焊机和氩气喷嘴。
3.调试设备：调试焊接设备，确保焊接电流和焊接速度的准确控制。
4.焊接接头: 采用全罩氩气保护，进行氩弧焊焊接。
5.质检工作: 对焊接接头进行质量检测，确保焊接接头的牢固性和完整性。
六、劳动组织施工工法需要配备合格的焊工、助手和检测人员，严格按照施工工艺要求进行工作。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括氩弧焊机、氩气喷嘴、焊接电源、焊接材料等。
八、质量控制1.在焊接过程中，严格控制焊接电流和焊接速度，确保焊接接头的质量。
2.进行焊接接头的质量检测，包括外观检查、尺寸检测、焊缝质量检测等。
九、安全措施1.施工人员必须戴好防护设备，包括防护眼镜、防火服等。
2.对焊接设备进行安全操作，避免意外发生。
小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法
小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法一、前言由于小直径TA2钛合金管在化工、航空航天等行业的应用越来越广泛，对其焊接接头的质量和可靠性要求也越来越高。
本文将介绍一种小直径TA2钛合金管氩弧焊焊接接头全罩氩气浸没式保护施工工法，该工法具有较高的施工质量和效率，适用范围广泛。
二、工法特点该工法采用全罩氩气浸没式保护施工，能够提供优质的保护环境，防止氧气和水分的侵入，有效降低接头的氢含量。
同时，通过氩弧焊接工艺，实现了接头的高强度焊合，确保了接头的牢固性和可靠性。
三、适应范围该工法适用于直径小于40mm的TA2钛合金管焊接接头。
在石油、化工、航空航天等行业的管道系统中，该工法被广泛应用于焊接接头的制作。
四、工艺原理该工法采用全罩氩气浸没式保护施工，首先将待焊接的管道末端加工成V形坡口，然后使用氩弧焊接技术进行焊接。
在焊接过程中，通过喷嘴向焊缝区域持续喷射保护氩气，形成一定的氩气环境，避免氧气和水分的侵入。
同时，通过调整焊接电流和焊接速度，使焊条与管道接触后产生高温，形成焊接池，实现接头的牢固焊接。
五、施工工艺1. 准备工作：清理管道末端和坡口，确保表面干净，消除杂质；2. 制作坡口：根据设计要求，将管道末端加工成V形坡口；3. 安装设备：安装氩气供应设备和焊接设备；4. 焊接施工：将焊条与管道接触，调整焊接电流和焊接速度，实现接头的焊接；5. 焊接完成：检查焊缝的质量，如有问题，及时进行修补或更换。
六、劳动组织在施工过程中，需要有经验丰富的焊工进行操作，同时配备相关的劳动人员进行协助和支持。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括氩气供应设备、气瓶、焊接设备、焊条、喷嘴等。
这些设备具有良好的性能和稳定性，能够保证施工过程的顺利进行。
八、质量控制为了保证施工质量，需要进行焊缝质量检测，包括焊缝的缺陷检测和尺寸测量。
如果检测发现问题，需要及时进行修补或更换。