Като доставчик на титанови тръби за заваряване разбирам критичното значение на предотвратяването на окисляване по време на процеса на заваряване. Окисляването може значително да влоши качеството на титановите заваръчни тръби, което води до намалени механични свойства, намалена устойчивост на корозия и цялостен по-кратък експлоатационен живот. В този блог ще споделя някои ефективни методи за предотвратяване на окисляването по време на заваряване на титанови заваръчни тръби.
Разбиране на механизма на окисление на титана
Титанът е силно реактивен метал, особено при повишени температури. Когато титанът е изложен на кислород, азот или водород по време на заваряване, той може да образува оксиди, нитриди и хидриди на повърхността. Тези съединения могат да причинят крехкост, порьозност и напукване в заваръчния шев, което компрометира целостта на тръбата. Скоростта на окисление на титана нараства експоненциално с температурата, така че е от решаващо значение да се контролира температурата и околната атмосфера по време на заваряване.
Предварителна подготовка за заваряване
Материално почистване
Преди заваряване повърхностите на титановите заваръчни тръби трябва да бъдат добре почистени. Всички замърсители като масло, грес, мръсотия или оксидни слоеве могат да реагират с титан по време на заваряване и да насърчат окисляването. Използвайте подходящ разтворител, като ацетон или изопропилов алкохол, за да почистите повърхностите на тръбите. След почистване изсушете добре тръбите, за да предотвратите окисляването на влагата.
Подготовка на ръба
Правилната подготовка на ръба е от съществено значение за висококачествена заварка. Ръбовете на тръбите трябва да бъдат обработени до гладко покритие със специфичен ъгъл на скосяване. Това гарантира добро сливане и намалява риска от непълно проникване, което може да улови кислорода и да доведе до окисление. Например може да се използва V - скосяване или U - скосяване в зависимост от дебелината на тръбата.
Контрол на заваръчната атмосфера
Защита от инертен газ
Един от най-ефективните начини за предотвратяване на окисляването по време на заваряване на титан е използването на защита от инертен газ. Аргонът и хелият са често използвани инертни газове, тъй като не реагират с титан. По време на заваряване, непрекъснат поток от инертен газ се насочва върху заваръчната зона, за да измести кислорода и други реактивни газове.
- TIG заваряване: При заваряване с волфрамов инертен газ (TIG) волфрамов електрод се използва за създаване на дъга, а заваръчната вана е защитена от щит от инертен газ. Дебитът на газовия поток трябва да се регулира внимателно, за да се осигури пълно покритие на заваръчната зона. Например, за тънкостенни титанови тръби за заваряване може да е достатъчен дебит на газ от 10 - 15 литра в минута, докато за по-дебели тръби може да е необходим по-висок дебит от 15 - 20 литра в минута.
- MIG заваряване: Заваряването с инертен газ на метал (MIG) може да се използва и за заваряване на титан. Подобно на TIG заваряването, за защита на заваръчната вана се използва защитен газ. Въпреки това, MIG заваряването изисква по-прецизен контрол на газовия поток и параметрите на заваряване, за да се предотврати окисляването.
Поддържащ газ
В допълнение към предната и странична газова защита, за заваряване на титан е необходим и поддържащ газ. Поддържащият газ предпазва задната страна на заваръчния шев от окисляване. За подаване на поддържащия газ може да се използва газонепроницаемо приспособление или теглещ щит. Например при заваряване на aТръба за заваряване на титан, може да се използва медна подложка с газови канали, за да се осигури непрекъснато подаване на инертен газ към задната страна на заваръчния шев.
Оптимизиране на параметрите на заваряване
Заваръчен ток и напрежение
Заваръчният ток и напрежение трябва да бъдат внимателно избрани, за да се осигури правилно топене без прегряване на титана. Високите заваръчни токове могат да повишат температурата на зоната на заваряване, което от своя страна увеличава риска от окисление. От друга страна, ниските заваръчни токове могат да доведат до непълно топене. Например за aGr12 Титаниева тръба за заваряванес определена дебелина на стената оптималният заваръчен ток и напрежение могат да бъдат определени чрез заваръчни тестове.
Скорост на заваряване
Скоростта на заваряване също влияе върху процеса на окисление. Ниската скорост на заваряване може да доведе до излагане на зоната на заваряване на атмосферата за по-дълго време, което увеличава риска от окисление. Високата скорост на заваряване обаче може да доведе до непълно сливане. Следователно скоростта на заваряване трябва да се регулира според заваръчния ток, напрежението и дебелината на тръбата.
Следзаваръчна обработка
Контрол на скоростта на охлаждане
След заваряване скоростта на охлаждане на титановата заваръчна тръба трябва да се контролира, за да се предотврати образуването на крехки фази. Бързата скорост на охлаждане може да причини вътрешни напрежения и напукване, докато много бавната скорост на охлаждане може да насърчи растежа на оксидни слоеве. Използвайте подходящ метод за охлаждане, като въздушно охлаждане или принудително въздушно охлаждане, в зависимост от размера и дебелината на тръбата.
Повърхностна обработка
След заваряване повърхността на титановата заваръчна тръба все още може да има някои незначителни оксидни слоеве. Повърхностна обработка след заваряване може да се използва за отстраняване на тези оксиди и подобряване на повърхностното покритие. Могат да се използват методи като ецване или механично полиране. Декапирането включва потапяне на тръбата в химически разтвор за разтваряне на оксидните слоеве, докато механичното полиране използва абразивни материали за отстраняване на оксидите.
Казус от практиката: Предотвратяване на окисляването в титанови заваръчни тръби с голям калибър
Когато се занимавате сТитаниева заваръчна тръба с голям калибър, предизвикателствата за предотвратяване на окисляването са още по-големи. Голямата повърхност и дебелината на тръбата изискват по-прецизен контрол на атмосферата и параметрите на заваряване.
В скорошен проект заварявахме титанови тръби с голям калибър за завод за химическа преработка. За да предотвратим окисляването, използвахме комбинация от газ аргон с висока чистота както за предната страна, така и за задния газов екран. Също така оптимизирахме параметрите на заваряване, включително по-нисък заваръчен ток и по-висока скорост на заваряване, за да намалим входящата топлина. След заваряването внимателно контролирахме скоростта на охлаждане и извършихме пост-заваръчна повърхностна обработка. В резултат на това заварените тръби са с отлично качество без видими следи от окисление и отговарят на строгите изисквания на клиента.
Заключение
Предотвратяването на окисляване по време на заваряване на титанови заваръчни тръби е сложен, но решаващ процес. Следвайки методите, споменати по-горе, включително предварителна подготовка за заваряване, контрол на заваръчната атмосфера, оптимизиране на заваръчните параметри и обработка след заваряване, можем да осигурим висококачествени заварки с отлични механични свойства и устойчивост на корозия.
Ако се нуждаете от висококачествени титанови заваръчни тръби или имате въпроси относно процеса на заваряване, моля не се колебайте да се свържете с нас за допълнително обсъждане и доставка. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите продукти и услуги.
Референции
- AWS D16.1/D16.1M:20 Стандарт за изисквания за качество на аерокосмическото заваряване - Заваряване чрез стопяване
- Код на ASME за котли и съдове под налягане, раздел IX - Квалификации за заваряване и спояване