通常采用在焊槍上加氣體保護拖罩的背麵加氣體保護墊板的方法來加強保護。
5.鎢極氬弧焊
①焊接α型鈦合金宜采用較小的輸入,工業純鈦的冷卻速度為10~200℃brs,TC1合適的冷卻速度為12~150℃brs,TC4合適的冷卻速度為2~40℃brs。噴嘴與焊件的距離一般在6~10mm的範圍內,焊接速度控製在確保℃以上的焊件高溫區能處在氬氣的保護之下。用高純度的氬氣進行焊接,氬氣純度不得低於99.99%。氬氣流量以達到良好的焊縫表麵色澤為準。
②手工鎢極氬弧焊時,焊絲與焊件間應盡量保持最小的夾角(10度~15度),焊絲沿熔池前端有節奏地送入熔池。不得將焊絲端部移出氬氣保護區。
③焊槍的移動按左向焊法,基本不作橫向擺動,當需要擺動時,頻率要低,擺幅不宜過大。偶然斷弧及焊縫收尾處要繼續通氣保護,直至接頭冷卻至350℃以下。
6.熔化極氬弧焊
①熔化極氬弧焊適於焊接厚度大於10mm的鈦及鈦合金結構。由於這種方法有較大的熱功率,可減少焊接層數,提高焊接速度,從而能提高生產率。另外這種方法產生氣孔的傾向也較鎢極氬弧焊時小。其主要特點是存在飛濺問題。
②焊前焊件和焊絲清理、焊絲選用及焊後熱處理均與鎢極氬弧焊時相同。焊件局部保護措施也與鎢極氬弧焊時相似,隻是由於熔化極氬弧焊焊接速度較高、高溫區較長,氣體拖罩要適當加長,並用流水冷卻。
③由於熔化極氬弧焊焊接時填絲較多,焊件坡口角度較大,厚15~25mm的焊件一般選90度單麵V形坡口,或不開坡口留1~2mm間隙正反麵各焊一道。
5mm厚鈦及鈦合金焊件熔化極氬弧焊,較薄件適宜於用熔滴短路過渡焊接,較厚件適宜於用熔滴噴射過渡焊接。
三、操作實例
1.母液蒸餾塔(TA2)的手工鎢極氬弧焊
某工廠加工一台母液蒸餾塔,所使用的材料為TA2,壁厚6mm。“母液蒸餾塔”直徑2800mm,高約20000mm,筒體用2000mm×6000mm×8mm板料拚焊成形,采用手工鎢極氬弧焊進行焊接。
(1)焊前準備。
①坡口必須采用機械加工,不允許采用氧乙炔焰切割或砂輪磨削。
②加工後的坡口在焊接邊緣二側50mm範圍內酸洗3~10min,酸洗液配方為10%HF,30%HNO3,其餘為H2O,溫度為20℃。酸洗後用流動清水衝洗5min,取出室內晾幹備用。
③焊前再用綢布蘸酒精(99.8%)擦抹後施焊,並檢查水、電、氣及保護氣路是否暢通。
(2)焊接。
①采用直流正接,鎢極型號為WCe-20,規格為磁通量2.5mm。
②噴嘴直徑為12~18mm,噴嘴至試件距離為5~12mm,鎢極伸出長度為6~12mm,其尖端至試件距離為1.5~2.5mm。
③焊絲采用TA2,正麵、背麵保護氣體的純度為99.99%純氬氣。
④焊前不預熱,在室溫下焊接,層間溫度小於或等於100℃。
⑤定位焊先進行裝配,兩端定位點焊各5mm,間隙2~2.5mm,將試件放在通氬氣的銅墊上。
⑥打底焊。
a.引弧應在墊板內充氬氣,保護罩充氬後進行。鎢極端部離開坡口麵1.5~2.5mm,利用高頻裝置引燃電弧。
b.采用連續送絲法,當電弧將焊接熔池前方熔出磁通量3~5mm孔洞時,在熔洞部位開始送絲,送絲節奏要快,動作敏捷不宜中斷,焊絲端部不能抽離保護區,保護罩隨著跟進。
c.焊槍及工件的夾角適度。
d.控製好保護氣流是焊接關鍵,所以在焊接時除控製熔洞保持不變外,焊槍運動要穩,焊絲不能攪動,打底層不宜太厚,一般在2mm左右。熔洞大小,取決於焊接電流,送絲速度,而當電流不變時,就控製送絲速度,當熔洞小時暫緩送絲,但焊絲不能離開電弧保護區,以免氧化。
e.在焊接過程中,盡量避免停弧,一但停弧,重新引弧後必須打開熔洞後才能填絲前進。
f.為防止收弧後的縮孔或因此而引起的火口裂紋等,在收弧時,應快速送進2~3滴焊絲,然後利用衰減電流直至斷弧,但焊槍不能離開弧坑,應停留30~50s後移開。
⑦填充及蓋麵焊接。
a.清理打底層表麵,控製層間溫度。
b.焊槍、焊絲與工件的相對位置與打底焊相同。
c.焊槍不能橫向擺動,仍是平穩的由右向左運動,控製焊縫邊緣的熔化範圍為1mm左右,控製加強高為0.5~1mm。
焊後對焊縫進行表麵檢驗,85%呈銀白色,其餘呈金黃色。並對焊縫進行×射線探傷,達到JB4730—1994的Ⅱ級標準的設計要求。
2.鈦加熱器(TA2)的手工TIG焊
35m3的鈦加熱器是生產硫酸銨的主要設備之一。加熱器為管板式結構,高度為1000mm,內徑為1200mm,管板直徑為1340mm,管板厚度為22mm,外套板厚度為4mm。加熱器內部安裝有384根磁通量33mm×2mm的列管。其材質為TA2。該加熱器采用手工鎢極氬弧焊焊接。
(1)管板的拚焊。
①管板由5塊板拚焊成成圓形的管板。
②坡口形式要正確。
③焊接時,正麵采用氣體拖罩進行保護,背麵采取通氬保護。
④管板焊後置於600℃的油爐中加熱,保溫1h。當管板冷卻到常溫後在輥床上予以矯正。