氣雜質對金屬焊接性能的影響,鈦具有較高的化學活躍性,與空氣中的氧、氮具有極高的親和力。溫度較低時,鈦與氧相互作用,形成一層致密的氧化膜,其厚度隨溫度升高而增加,在600攝氏度以上時,鈦開始吸收氧,并將氧溶解于鈦中。當溫度再次升高時,鈦的活性急劇增加,與氧發生劇烈反應,形成氧化鈦。鈦在300°C以上開始吸氫,在700°C以上開始吸收氮。由于鈦被氧和氮污染,鈦的強度和硬度增加,而塑性降低。氧氣比氮氣的影響更大。鈦中氫的質量分數為0.01%~0.05%時,鈦螺旋盤管批發會使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降,而塑性卻下降較少。這意味著氫化物引起的脆性。氫也是焊縫中氣孔的來源。在焊接過程中,熔池就像一個小型冶金爐,熔融金屬與空氣接觸。如果鈦螺旋盤管批發不采取相應的防護措施,熔融的金屬和空氣被隔絕,氧、氮、氫等氣體要素融入鈦中,形成脆性氧化物和氮化物,焊接金屬的塑性下降,拉伸強度上升,嚴重的情況下裂,塑性等于0。
其他雜質對焊縫金屬性能的影響,其他雜質是指除氣體雜質外可能被納入池中的雜質。其來源可能是焊接操作環境不潔凈,焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件,鈦螺旋盤管批發焊接前用棉紗擦洗接頭可能會留下棉毛、焊接生產環境和鋼焊接產生混合的銹、濕等有機物質。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素,溶解在溶解的鈦中。當這些元素的數量超過鈦溶解度時,會形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。鈦螺旋盤管批發通過熔池結晶,這些化合物進入鈦的晶格內,形成變形的外區,從而改變鈦的力學性能。少量的微量元素被納入鈦中,如果不超過允許的范圍仍有可能,有時人們希望。但不允許雜質元素含量超標,尤其是有機雜質,有害無益。這是因為這些雜質元素使鈦焊縫的力學性能變差,耐蝕性降低,也是冷風氣孔的根源。
屏蔽氣體覆蓋的重要性,建議采用純氬氣焊接鈦,因為純度高,含水量低。可以使用75/25的氬/氦混合物來提高穩定性并僅在指定時增加滲透。美國焊接協會(AWS)鈦螺旋盤管批發建議測量焊接氣體純度,以確保其符合每種應用的標準。保護氣體的純度至少為99.995%,不超過百萬分之20(PPM)的氧氣,露點高于-76華氏度。其他應用需要99.999%的純氬氣流量。鈦螺旋盤管批發用尾罩裝備焊槍很重要。否則,氧氣污染的風險就會增加,隨之而來的是破裂的可能性。一些焊工會制造自己的尾隨防護罩,雖然有很多款式可供購買。尾隨護罩符合管子的形狀,并沿著管子的GTAW割炬。在火炬及其氬氣流動之后,屏蔽為焊縫提供額外的氬保護。將割炬和尾隨保護氣流設置為20立方英尺/小時(CFH)可提供較佳保護氣體覆蓋率。始終使用干凈、無孔的塑料軟管向割炬、拖尾護罩和吹掃裝置輸送保護氣體。
鈦管和配件的安裝和運輸注意事項:1、鈦和鈦合金管道設置鈦和鈦合金管的運輸和存儲時,鈦螺旋盤管批發必須注意不要與鐵質材料接觸或碰撞。2、鈦及鈦合金管材切割應采用機械方法,切割速度應低;用砂輪切割或磨削鈦管時,應使用專用砂輪;不要使用火焰切割。凹槽應采用機械方法加工。3、鈦合金焊管應采用惰性氣體保護或真空焊接方式焊接用氧-乙炔或二氧化碳氣體保護焊接,鈦螺旋盤管批發也不得采用普通手工電弧焊接。4、鈦及鈦合金管道在安裝時不得用鐵工具和材料沖擊和擠壓;應在碳鋼支架、絞架和鈦及鈦合金管道之間插入橡膠或軟塑料板,使其不與鈦及鈦合金管道直接接觸;鈦及鈦合金管道應通過墻壁和板條安裝套管,間隙不小于10毫米,并應填充絕緣材料,不得在絕緣材料中含鐵雜質。5、鈦及鈦合金管不得與其他金屬管直接焊接。當需要連接時,可以使用套管法蘭連接。使用的非金屬墊片一般為橡膠墊或塑料墊,并應控制氯離子含量不得超過25ppm。