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钛管与钽/钛薄板叠层的焊接研究

来源:      2018-08-24 08:17:32      点击:

   钽具有熔点高、硬度高、强度高、耐酸蚀、延展好、化学稳定性高等特性,是高新技术领域中不可或缺的材料⑴。纯钛同时也具有高的耐蚀性。因此纯钽和钛薄板被广泛应用于化工行业,然而,在应用过程中往往涉及到薄板之间或者管板之间的焊接问题。钽和钛的焊接性良好,但薄板或薄板与薄壁管之间的焊接却较困难,主要原因是焊接过程中极易产生变形。本文以某化工企业用钽/钛薄板叠层与薄壁钛管的焊接结构为例,对薄壁管与薄板焊接及其焊接变形的问题进行了详细的分析。

  Ta/Ti薄板与钛管的焊接结构。纯Ta板和纯Ti板厚度分别为0.2mm和1mm,纯Ti管的尺寸为16mmxlmm。担和钦本身的焊接性优良,然而钽板与钛板(或钛管)的厚度差较大、熔点差较高(Ta的熔点为3020t:,Ti的熔点为1670T)。同时初步试验表明钽和钛的薄板焊接极易产生变形。该焊接结构用于化工领域,焊缝的耐腐蚀性不能低于母材,因此焊缝必须是致密性的无裂纹和气孔等缺陷。

  (1)采用手工钨极氩弧焊对Ta/Ti薄板叠层与Ti薄壁管间的环形焊缝施焊,选择合适的工艺参数、工装和防护措施完全能够满足产品的质量要求。

  (2)优化后的钨极氩弧焊工艺参数为:焊接电流60A,电弧电压15V,氩气流量10L/min,焊接喷嘴直径7mm,速度0.6mm/s,鹤极直径2mm,保护气流量为12L/min;焊接位置为平焊,采用了氩气保护罩、焊缝冷却装置和防止薄板变形装置。

  (3)利用氦质谱检漏仪上对焊缝的气密性进行检测,环形焊缝的漏率为5.0x10-11Pa.mVs,该漏率值表明焊缝致密、无焊接缺陷。