CN107598331A - 一种钛管的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种钛管的焊接方法，包括以下步骤：步骤1，钛管的预处理；步骤2，焊接环境的预处理；步骤3，钛管的初焊接；步骤4，初步焊接的钛管的退火处理，即得焊接钛管。本发明的焊接方法通过在酸洗之后采用丙酮浸渍，保证了在焊接前能够彻底清除残留在管材表面的各种杂质，焊后焊缝更加平整，精度更高；焊后采用真空退火处理工艺，能够使得焊缝不可见，扩大焊接钛管的应用范围；同时可有效避免钛管焊接过程中气孔产生，达到高质量的焊接效果，焊接过程稳定，便于控制，实用性强，有很好的使用价值。
Description
技术领域
本发明属于焊接方法技术领域，具体涉及一种钛管的焊接方法。
背景技术
钛及钛合金以其密度小具有较好的韧性、高温强度、耐腐蚀和加工性能，这些优异的性能被广泛的运用到高端产品的行业中。现阶段，钛管有无缝管和焊管之分，由于无缝管成品率较低而造价较高，因此大力发展焊接钛管便成为当今管材生产的必然趋势。
但是由于在焊接过程中钛合金熔化吸收氧、氮、氢、碳的速度快(钛在250℃以上吸氢，400℃以上吸氧，600℃以上吸氮)，使合金的强度和硬度增加，而塑性和韧性降低，焊缝容易出现脆性断裂；另外，焊接过程中很容易产生气孔，气孔对塑性、断裂韧性、冲击韧性及疲劳强度方面都有较大的恶劣影响，同时也还存在氧化、杂质等缺陷，这些问题都给焊接带来了一定的难度。焊接过程控制要求高、难度大，导致焊接的钛管质量很难达到要求。
而目前在对焊接钛管施焊之前，一般均会进行酸洗处理，将管材表面的氧化膜去除，随后再对其施焊，但由于钛管焊接工艺的特殊性，焊缝平整度较差，并且焊缝区与母材之间会存在一定的性能差异，如金相显微组织，耐腐蚀性等，大大限制了其应用，仅用于低压力或者压力要求不高场合。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛管的焊接方法，解决了现有钛管焊接步骤复杂、易产生气孔、对环境要求高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种钛管的焊接方法，包括以下步骤：
步骤1，钛管的预处理
将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗2-3min，取出后烘干，备用；
步骤2，焊接环境的预处理；
步骤3，钛管的初焊接
将步骤1处理后的钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入步骤2的焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至100℃以下后取出，得到初步焊接的钛管；
步骤4，将步骤3初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，即得焊接钛管。
本发明的特征还在于，
步骤1中脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为10-15min；步骤1中酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
步骤2中焊接环境为封闭的焊接环境，其中空气湿度30-60％，温度15℃-25℃。
步骤3管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度60-65°，根部间隙4-6mm，钝边0.3-0.5mm。
步骤3中焊枪的运动参数具体为：摆动频率在10-12次/min，焊接速度90-120mm/min，焊接线能量不大于11KJ/cm。
步骤4中退火处理温度为500-600℃、退火保温时间为60-70min。
本发明的有益效果是：本发明一种钛管的焊接方法通过在酸洗之后采用丙酮浸渍，保证了在焊接前能够彻底清除残留在管材表面的各种杂质，焊后焊缝更加平整，精度更高；焊后采用真空退火处理工艺，能够使得焊缝不可见，扩大焊接钛管的应用范围；同时可有效避免钛管焊接过程中气孔产生，达到高质量的焊接效果，焊接过程稳定，便于控制，实用性强，有很好的使用价值。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种钛管的焊接方法，包括以下步骤：
步骤1，钛管的预处理
将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗2-3min，取出后烘干，备用；
其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为10-15min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
步骤2，焊接环境的预处理：焊接环境为封闭的焊接环境，其中空气湿度30-60％，温度15℃-25℃。
步骤3，钛管的初焊接
将步骤1处理后的钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入步骤2的焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至100℃以下后取出，得到初步焊接的钛管；
管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度60-65°，根部间隙4-6mm，钝边0.3-0.5mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在10-12次/min，焊接速度90-120mm/min，焊接线能量不大于11KJ/cm。
步骤4，将步骤3初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为500-600℃、退火保温时间为60-70min，即得焊接钛管。
本发明的焊接方法通过在酸洗之后采用丙酮浸渍，保证了在焊接前能够彻底清除残留在管材表面的各种杂质，焊后焊缝更加平整，精度更高；焊后采用真空退火处理工艺，能够使得焊缝不可见，扩大焊接钛管的应用范围；同时可有效避免钛管焊接过程中气孔产生，达到高质量的焊接效果，焊接过程稳定，便于控制，实用性强，有很好的使用价值。
实施例1
(1)钛管的预处理：将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗2min，取出后烘干，备用；其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度40℃、时间10min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
(2)焊接环境的预处理：焊接环境为封闭环境，其中空气湿度30％，温度15℃。
(3)钛管的初焊接：将钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低90℃以下后取出，得到初步焊接的钛管；
管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度60°，根部间隙4mm，钝边0.3mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在10次/min，焊接速度90mm/min，焊接线能量为11KJ/cm。
(4)将初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为500℃、退火保温时间为60min，即得焊接钛管。
实施例2
(1)钛管的预处理：将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗3min，取出后烘干，备用；其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为42℃、时间为11min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
(2)焊接环境的预处理：焊接环境为封闭环境，其中空气湿度40％，温度18℃。
(3)钛管的初焊接：将钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至92℃取出，得到初步焊接的钛管；
管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度61°，根部间隙5mm，钝边0.4mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在11次/min，焊接速度100mm/min，焊接线能量为12KJ/cm。
(4)将初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为520℃、退火保温时间为64min，即得焊接钛管。
实施例3
(1)钛管的预处理：将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗3min，取出后烘干，备用；其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为12min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
(2)焊接环境的预处理：焊接环境为封闭环境，其中空气湿度40％，温度18℃。
(3)钛管的初焊接：将钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至93℃后取出，得到初步焊接的钛管；
管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度62°，根部间隙6mm，钝边0.5mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在12次/min，焊接速度110mm/min，焊接线能量不大于11KJ/cm。
(4)将初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为540℃、退火保温时间为65min，即得焊接钛管。
实施例4
(1)钛管的预处理：将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗2-3min，取出后烘干，备用；其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为10-15min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
(2)焊接环境的预处理：焊接环境为封闭环境，其中空气湿度55％，温度23℃。
(3)钛管的初焊接：将钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至98℃取出，得到初步焊接的钛管；管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度64°，根部间隙5.6mm，钝边0.45mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在11次/min，焊接速度110mm/min，焊接线能量为9KJ/cm。
(4)将初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为580℃、退火保温时间为68min，即得焊接钛管。
实施例5
(1)钛管的预处理：将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗3min，取出后烘干，备用；其中，脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为10-15min；酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
(2)焊接环境的预处理：焊接环境为封闭环境，其中空气湿度60％，温度25℃。
(3)钛管的初焊接
将钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至96℃后取出，得到初步焊接的钛管；管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度65°，根部间隙6mm，钝边0.5mm；焊枪的运动参数具体为：摆动频率在12次/min，焊接速度120mm/min，焊接线能量为11KJ/cm。
(4)将焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为600℃、退火保温时间为70min，即得焊接钛管。
Claims (6)
1.一种钛管的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，钛管的预处理
将待焊接的钛管首先浸入脱脂液中碱洗进行脱脂处理，取出后使用脱脂棉擦干；然后置入酸洗液中酸洗处理10min，取出后使用清水冲洗干净，最后放入丙酮内浸洗2-3min，取出后烘干，备用；
步骤2，焊接环境的预处理
步骤3，钛管的初焊接
将步骤1处理后的钛管采用等壁厚V型坡口对接，管路对中，随后置入步骤2的焊接环境中，利用电子脉冲引弧，控制焊枪的运动参数，完成后熄弧，直到钛管表面温度降低至100℃以下后取出，得到初步焊接的钛管；
步骤4，将步骤3初步焊接的钛管放入真空退火炉内进行退火处理，即得焊接钛管。
2.根据权利要求1所述的一种钛管的焊接方法，其特征在于，所述步骤1中脱脂液为质量浓度20％的NaOH水溶液，脱脂处理温度为40-50℃、时间为10-15min；步骤1中酸洗液为体积比为3:1的浓度1％的盐酸和浓度1％的硝酸混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种钛管的焊接方法，其特征在于，所述步骤2中焊接环境为封闭的焊接环境，其中空气湿度30-60％，温度15℃-25℃。
4.根据权利要求1所述的一种钛管的焊接方法，其特征在于，所述步骤3管路对中时，对中偏差不超过0.75mm；坡口加工时，坡口角度60-65°，根部间隙4-6mm，钝边0.3-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种钛管的焊接方法，其特征在于，所述步骤3中焊枪的运动参数具体为：摆动频率在10-12次/min，焊接速度90-120mm/min，焊接线能量不大于11KJ/cm。
6.根据权利要求1所述的一种钛管的焊接方法，其特征在于，所述步骤4中退火处理温度为500-600℃、退火保温时间为60-70min。
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| CN101804500A (zh) * | 2010-04-01 | 2010-08-18 | 中国建筑第七工程局有限公司 | 钛管焊接工艺 |
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