[发明专利]一种钛管道氩弧焊接工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺方法，尤其是一种对钛管道进行氩弧焊接的焊接工艺方法。

背景技术

氩气是化学性质极不活跃的惰性气体。钛管道焊接时，作为保护气体，隔离钛与焊接接头区域周围的空气接触，特别是防止钛管焊接接头在400℃以上高温时的氧化。采用保护气体外拖罩，有效地避免了焊缝金属外表面在高温时的氧化。

钛是一种银白色非磁性金属，比重轻，塑性和韧性好，具有良好的耐热性和独特的抗腐蚀性。在日益发展的石油、化工项目中，工业纯钛多用于制作特殊的高温耐腐蚀性容器、管道及部件。钛的化学性能活泼，固态温度400℃以上时，与氧、氮、氢、碳亲和力极强；其焊接性能较差，焊接时，若高温停留时间过长，易形成过热，产生晶粒粗大，造成焊接接头强度和塑性、韧性急剧下降，而且还极易产生裂纹、气孔及表面氧化缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在钛管道焊接过程中焊接接头强度和塑性、韧性低，而且还极易产生裂纹、气孔及表面氧化的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钛管道氩弧焊接工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，开始焊接前，先用立式铣刀对钛管道的焊接面进行坡口加工，再对坡口进行接头组对，在坡口上部点固焊，形成桥式点固焊缝；

步骤2，准备焊接时，须提前2～3分钟向被焊钛管道内充氩，排除钛管道内的空气后，在桥式点固焊缝上封闭一层铝箔；

步骤3，开始焊接时，提前20～40秒向封闭式活动拖罩内充入氩气，设定焊接电流为120A；

步骤4，利用电子脉冲引弧，沿焊缝拖拽封闭式活动拖罩与焊接操作同时进行，且速度保持一致，在焊接遇到桥式点固焊时，将桥式点固焊打磨掉，控制焊枪的摆动频率在12～15次/分钟，控制焊接速度在90～120mm/min，焊接线能量小于12.5KJ/cm；

步骤5，焊接收弧时，填满弧坑，焊枪以及封闭式活动拖罩延时送气30～50秒，并在焊缝金属冷却到400℃以下停止向封闭式活动拖罩内送气。

采用立式铣刀加工坡口，避免角向磨光机、车床、高速坡口机加工坡口时形成的过烧现象；采用桥式点固焊易于打磨清除，提高焊缝的焊接质量；采用在准备焊接时提前2～3分钟向被焊钛管道内充氩，并在桥式点固焊缝上封闭一层铝箔，以及在开始焊接时，提前20～40秒向封闭式活动拖罩内充入氩气，能够在焊接区域形成区域保护，有效防止焊缝及热影响区发生氧化、产生焊接缺陷；利用电子脉冲引弧在保证了焊接引弧顺利的同时，有效地保护了操作工人的身体健康；采用沿焊缝拖拽封闭式活动拖罩与焊接操作同时进行，且速度保持一致，并控制焊枪的摆动频率在12～15次/分钟，控制焊接速度在90～120mm/min，焊接线能量小于12.5KJ/cm，能够有效防止焊接过程中焊接接头强度和塑性、韧性较低，还易产生裂纹、气孔的问题；在焊接收弧时，焊枪以及封闭式活动拖罩延时送气30～50秒，并在焊缝金属冷却到400℃以下停止向封闭式活动拖罩内送气，能够有效避免焊缝金属高温氧化。

作为本发明的进一步限定方案，步骤4中，若对钛管道进行多层焊接时，还须控制层间温度小于100℃。控制层间温度小于100℃，能够保证焊缝金属色泽为银白色，进一步提高了焊缝的质量。

作为本发明的进一步限定方案，封闭式活动拖罩有两种，分别为局部封闭式活动拖罩和全封闭式活动拖罩；局部封闭式活动拖罩适用于DN100以上规格的钛管道焊接；全封闭式活动拖罩适用于DN100以下规格的钛管道焊接。

作为本发明的进一步限定方案，局部封闭式活动拖罩包括罩壳和气体接入管，罩壳包括后侧罩板、前侧罩板、左侧罩板、右侧罩板和顶侧罩板，后侧罩板、左侧罩板和右侧罩板垂直安装在顶侧罩板上，前侧罩板向前倾斜后安装在顶侧罩板上，气体接入管由后侧罩板插入罩壳内，左侧罩板和右侧罩板的下侧边缘为相同弧度的弧形边缘，后侧罩板和前侧罩板的下侧边缘分别设有弧度相同的后弧形缺口和前弧形缺口。采用气体接入管将惰性气体通入，能够对焊接处进行局部保护，防止焊接处发生氧化；采用后侧罩板、前侧罩板、左侧罩板、右侧罩板和顶侧罩板构成罩壳，将通入的气体罩在罩壳内，对焊接处进行区域保护；将左侧罩板和右侧罩板的下侧边缘设置为相同弧度的弧形边缘，能够适用于大口径、弯头、三通或异径管等管件的焊接要求；在后侧罩板和前侧罩板的下侧边缘设置弧度相同的后弧形缺口和前弧形缺口，能够限定焊枪的位置，有效提高手工焊接的质量。