钛材焊接工艺

1、 焊接前的准备工作及注意事项 钛制设备在焊前的准备工作极为重要。若处理不当，在焊接过程中就不可避免地遭到有害杂质的污染，降低焊缝质量，影响设备的使用甚至报废。

（1）下料 薄板通常以剪床剪切；厚板则采用机械加工方法（如刨、铣、锯等）或砂轮片切割，也有用电火花或氧~乙炔火焰来切割，然后用机加工方法去除表面污染层。

（2）开坡口 采用惰性气体保护电弧焊时，厚度为3mm以下的钛板不开坡口，厚度为3mm以上的须开坡口。

坡口的形式及尺寸应根据焊接时熔透和减少气孔来考虑。坡口的尺寸过小时，焊缝底部不易熔透，若加大电流，又会使母材熔化量大并易出现气孔。坡口尺寸过大时，焊缝熔质量漏或造成焊缝背面不平。同时焊丝填充量大，操作也困难。现采用的坡口形式多为“V”形或“X”形，对接缝t=0~0.3mm,坡口角度a=50°~80°（国外取t=0 a=60~70）

坡口加工的好坏对焊接质量有很大影响。应选用刨、铣、磨等机加工方法加工坡口，并严格控制尺寸。

（3）除氢 氢对钛的焊缝危害极大。氢含量过高，会使焊缝产生气孔微裂纹、氢脆等。因此，必须选用含氢含量低的或进行除氢处理的焊丝.焊丝的除氢处理是在真空炉中进行。

（4）表面清理 焊前表面清理是一个重要环节。清理不好就会直接给焊缝带来有害杂质的污染。所以在焊前对钛板的焊边（宽度根据热影响区大小而定，一般不小于20mm）及焊丝表面进行清理。

1除油脂 工件和焊丝表面上有油漆或油泥时，必须用汽油泡洗或擦洗或用其他没有残留物的商品溶剂脱脂。

2清除氧化皮及吸气层 薄的氧化皮及吸气层呈现出各种颜色的金属光泽，一般用酸洗或机械清洗即可洗掉。但经800℃以上热加工形成较厚的氧化皮呈灰黑色、无金属光泽，用机械法清除（如喷砂或用布砂轮磨）后在酸洗，或先经碱洗后酸洗。

一般在酸洗条件不许可情况下进行机械清洗。国外有采用洁净的粒度为100~180目的10号二氧化硅，磨料进行喷砂清理；或采用粒度为120目的铝粒砂轮进行机械磨净和用较柔软的金属丝刷。

碱洗、酸洗的配方比较多，下列为几种常用配方。

碱洗：85%氢氧化钠+15%硝酸钠，加热至熔融状态（温度约450~500℃），清洗1~2min，然后用清水冲洗干净。

酸洗：50g氟化钠，250g盐酸，加水混合成L溶液，在室温下酸洗，时间为15~20min. 或者（30%~40%）硝酸+（2%~4%）氢氟酸，其余为水：在室温下酸洗，时间为3~5min。增加氢氟酸的浓度可提高酸洗的效果。但硝酸的浓度不能太低（硝酸和氢氟酸浓度比应保持10:1或更大一些），酸洗时间不能太长，溶液温度不能高否则容易造成钛材吸氢（酸洗厚的基层氧化膜，为防止氢的产生，可用4%氢佛酸和不少于20%硝酸）

31L酸洗剂中加55~60ml硝酸，340~350ml盐酸，50%氟化钠，其余为水。酸洗后用清水冲洗干净然后用丙酮或酒精擦洗焊口和焊丝，同时注意把焊口及焊丝上的棉纱清除干净。

（5）工件装夹 表面清理完毕即可进行工件装夹。在装夹过程中操作人员必须带清洁手套，不要触摸焊口和焊口附近。严禁用铁器敲打焊口，以免焊口受铁污染引起焊缝脆化及降低耐蚀性。工件装夹好后还须对焊口进行一次检查，油污或棉纱毛等物都要清除干净才能施焊。

（6）注意事项 为保证焊缝质量，除做好以上准备工作外，还须注意下列事项：

1焊接场所要清洁、干燥、无灰尘飞扬，最好在室内单独对钛进行焊接；

2焊接时必须遵守规程，做好保护，若保护不当而受气或其他有害物质污染严重时，必须将污染层全部除掉才能重新补焊，但补焊最好不要超过两次；

3保护气体流量要适当、顺畅，并且必须控制为层流，以免空气卷入；

4焊件表面清理后不宜久放，应立即装夹进行焊接，以免重新受污染：

5因板厚而需要多道焊缝时，每道焊接前均需检查前一道焊是否受污染或表面有否污物。若是受污染或污物，必须处理干净才能焊下一道。

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何燕：15877371409