1、鈦材焊接的保護

　　由于鈦的熔點高,導熱性差,結晶冷卻速度慢,焊接時加熱到高溫的區域較大,相應的600 ℃以上的區域增大。與其它金屬相比,在長度方向的尺寸約比低碳鋼大2. 3 倍,比不銹鋼大1. 5 倍,比鉛大16倍,比銅大23 倍,因此在氬氣保護時要充分考慮這個特點。正面拖罩(如圖1 所示) 要保護好三個區域:焊縫熔池、已凝固但溫度尚高(在250 ℃以上) 的正面和背面焊縫以及熱影響區。

　　(1) 焊縫及熱影響區正面保護

　　對焊縫正面高溫區的保護通常借助于拖罩進行保護,保護罩的形式一般有整罩結構、半罩結構和彎頭罩結構。在拖罩形式上,考慮到PTA 裝置中鈦管管材有十幾種規格,均是固定焊口,大多在高空,整罩結構和彎頭罩結構形式不合適,為了更有利于現場操作進行了設計改進,采用平板拖罩結構形式。在焊接過程中,因焊槍的轉動及拖罩與管道表面弧度連接處的封閉不嚴,總不可避免有少量空氣竄入,使熱影響區表面輕度氧化,為避免氧化采取兩種改進措施:一是采用軟性保護材料加大氬氣的保護面積,盡量減少弧度連接處的空隙;二是改進和提高保護罩的制作質量,改善氬氣流動狀態,使熔池直接在氬氣平流層的保護下焊接成型。加上軟性拖罩的保護,使焊縫免受其它有害氣體侵蝕,熱影響區也受到良好的保護。

　　(2) 焊縫及熱影響區背面保護

　　為避免空氣竄入管道內部,要按不同規格制成不同尺寸的保護密封片,提高橡膠密封片的制作精度,盡量減少連接處的空隙。充氬工具連接處要封嚴,并加大保護區氬氣的流量,使背面始終處于氬氣保護下,以保證焊接質量。在實際使用中,把背面保護由固定式兩面封頭改做成可拆卸的,可根據不同管徑更換密封橡膠片。

　　2、拖罩制作

　　為便于操作,焊矩和拖罩在使用時可連成一體,拖罩一般做成:長40～100mm,寬30～60 mm,薄的焊件拖罩短些,厚的焊件則長些、寬些。氬氣由進氣管進入分布管,分布管用<6×1的不銹鋼管制成馬蹄形,在馬蹄形的管上鉆有兩排直徑0.8～1.0 mm的小孔,孔距8～10 mm ,過濾網是由多層銅網制成。過濾網和分布管起到類似氣篩的作用,過濾網到焊件的距離不小于8 mm ,充氣室內不應有死角,以達到氬氣將所有空氣擠出。拖罩內部盡可做成圓滑過渡,過濾網與殼之間加上泡沫銅板,交接處應密封,以防止在細小的縫隙內流速過大形成渦流。

　　3、焊接結果

　　TA2 鈦管的焊接經過X 射線無損檢測,一次拍片合格率達97% ,外觀檢查均為白色,達到合格標準。結論:

　　①鈦管焊接中高純度的氬氣保護是保證焊接質量的關鍵,而拖罩結構形式及保護效果是關鍵技術。使用剛性拖罩加帶圍裙相結合的保護拖罩,加大了保護面積,形成良好的平流層,密封嚴密,避免空氣侵入。

　　②由于軟性拖罩寬度和長度適度加大,使熱影響區金屬處于氬氣保護的有效范圍之內,熱影響區金屬沒有不良顏色存在,焊道也達到銀白色,效果良好。

　　③平板拖罩加軟連接保護制作簡單,適應各種規格,降低成本,提高工效,易于推廣。