前    言

　　工業純鈦TA2，板材標準號：GB/T3621-2007 （鈦及鈦合金板材），適用于350℃以下工作的零件，雖然強度較低，但由于塑韌性較好，抗腐蝕性能優良，特別是低溫沖擊性能好，而且可焊性好，它作為一種新興的有發展前途的有色金屬材料，逐漸在石油化工行業中得到越來越廣泛的應用。

　　2    TA2基本特性及焊接特點

　　2.1    物理性能

　　純鈦TA2在退火狀態下抗拉強度值較低，物理性能特點是熔點高、導熱性差、比熱容、密度比鐵低。此外它還具有電阻率較大，線膨脹系數較小等特點。

　　熔點高、導熱性差，焊縫及近縫區容易產生晶粒粗大，引起焊縫塑性及韌性下降，因此焊接時對焊接熱輸入應嚴格控制。

　　2.2    化學性能

　　鈦材的化學性質活潑，易受氣體等雜質的污染引起焊接接頭脆化，隨著溫度的升高，鈦吸收氧、氮及氫的能力也逐漸上升，加熱250℃開始吸收氫，400℃開始吸收氧，600℃開始吸收氮，如純鈦在焊接過程中由于保護不當，引起焊縫中過量含有這些氣體元素，一方面焊縫中容易形成氣孔等缺陷的產生，另一方面勢必引起焊縫強度顯著提高，使塑性嚴重下降焊縫變脆。所以氧、氮、氫是鈦的有害元素，因此, 焊接時對熔池及溫度超過400℃的焊縫及熱影響區（包括熔池背面）都要加以保護。此外碳元素對母材和焊縫性能亦有顯著的影響，提高含碳量，塑性明顯下降，我國技術條件規定，工業純鈦及鈦合金母材含碳量應不大于0.1%，焊縫含碳量應不超過母材含碳量。

　　3    TA2的焊接工藝

　　3.1    焊接方法

　　前面已經分析過，鈦材性質非常活潑，采用普通的手工電弧焊等焊接方法并不適用于鈦材的焊接，應用最多的應該是鎢極氬弧焊。

　　3.2    焊前準備

　　焊前工件接頭附近表面，特別是對接端面必須認真進行機械清理，然后用丙酮或酒精進行擦洗，同樣焊絲在用前也必須用丙酮進行脫脂處理。

　　3.3    焊接材料

　　根據母材化學成分選擇與母材同質的焊絲, 氬氣純度不應低于99.99%。

　　3.4    焊接工藝要點

　　焊接熱輸入不能太大，防止焊縫晶粒粗大導致焊縫性能下降，焊接過程中加強保護措施, 對處于400℃以上的熔池后部焊縫及熱影響區，均應用拖罩進行氬氣保護，焊縫背面也應采用相同措施。層間溫度盡可能低，最好待前一層焊縫冷卻至70℃以下，再焊下一層焊縫，防止過熱。焊炬擺動幅度盡量小，防止熔池脫離氬氣保護。焊接過程中注意焊接接頭顏色的變化, 一般應保證焊接接頭焊后成銀白色。

　　4    焊接工藝評定試驗

　　4.1    試驗前準備

　　根據材料采購情況及焊接工藝評定試驗要求，采用8mm TA2板材進行試驗，填充材料采用與母材等質的焊絲ERTA2ELI Ф3mm焊絲符合NB/T47018.7-2011《承壓設備用焊接材料訂貨技術條件》第7部分的要求，試板加工坡口尺寸型式如附圖所示。

　　4.2    焊接工藝參數及要求

　　焊前用丙酮清洗坡口兩側50mm范圍內的油等污物，保證裝配間隙與對口錯邊量，焊絲用丙酮進行清洗去油脂，焊接時噴嘴氣體流量15 ~20L/min，背側拖罩保護氬氣流量20~25L/min，焊接完成后拖罩保護流量20~25L/min，焊接過程中控制層間溫度≤70℃，焊接工藝參數見附表。

　　4.3    無損檢測

　　焊后100%RT，符合JB/T4730.2-2005，Ⅰ級合格。

　　4.4    理化試驗

　　焊接接頭經過2個拉伸試驗和4個彎曲試驗, 均符合相關標準的要求。

　　5    結束語

　　TA2板材具有良好的可焊性，采用鎢極氬弧焊，選擇合適的規范，在有可靠的保護條件下，可以得到滿意的焊接接頭質量。