焊接钛产品如何保证质量？

Ti2为工业纯钛，强度为σb 450—600MPa，其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性，尤其具有很好的低温性能，所以钛基材料广泛用于化工项目中。在管道预制项目KICK-OFF以后我们制作了各种焊接试验，采用不同气体保护参数进行试验，最终获得了最佳保护效果的焊接工艺，并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定，编制了详尽的焊接工艺卡，从而保证了焊接质量。

1. 焊接性分析

钛板厂家资料显示钛及其合金具有很强的化学活泼性，当温度超过400℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应，高于600℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化，所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题，同时控制焊缝及热影响区的温度，避免因过热产生粗大晶粒、过热组织，导致金属的机械性能降低。

2. 焊接易出现的焊接缺陷

1）气孔问题

焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔；由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。

2）裂纹问题

焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少，所以很少会出现热裂纹；但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差，热量散失慢，容易出现焊缝晶粒粗大；当气体杂质含量较高时，焊接接头的塑性降低，特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。

3. 气体保护

钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高，所以我们选用99.999%高纯度氩气；氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置（如下图）；管道内部使用氩气室装置进行保护。