摘要 通过对纯钛—1Cr18Ni9Ti不锈钢爆炸复合板制作反应釜的施焊经历，结合从事焊接一线积累的丰富经验及一定的工艺试验和理论知识，对该类复合板制作反应釜的焊接工艺，制作中应注意的事项及采取的措施等均有一定的探索，给今后制作该类反应釜的焊接积累和总结了一些宝贵经验和数据，具有一定借鉴意义。
关键词 钛—1Cr18Ni9Ti不锈钢复合板 反应釜 焊接工艺
1.概况
某厂研发新产品工艺过程中，将原镍—不锈钢（1Cr18Ni9Ti）爆炸复合板制作反应釜，改为钛—不锈钢（1Cr18Ni9Ti）爆炸复合材料，遇到钛—不锈钢（1Cr18Ni9Ti）复合板的焊接，根据研发提供的技术要求，在没有任何可参照的工艺卡和工艺参数下，对该材质进行常规氩弧焊试验性焊接，发现其焊接性较差，焊口呈冷裂纹和片状氧化等缺陷，焊接失败。为保证焊接质量，按期完成该部件的焊接工作。结合从事一线工作中积累的丰富经验及一定的工艺试验和理论知识，研究该部件钛—不锈钢复合板材的焊接工艺，并取得了较理想的成绩。
2.焊接工艺探索
2.1问题分析
2.1.1钛—不锈钢（1Cr18Ni9Ti）爆炸复合板材，国内仅有一家企业可以生产，其焊接工艺也由该企业所掌握。该件钛层2mm，不锈钢层8mm。
钛牌号和化学成分（GB/T3620-94）
钛的熔点：1668±4 ℃ 沸点：3290 ℃ 电阻率：（工业纯钛）20 ℃.556nΩ.m 热熔Cp=35.5J/(mol.k)
钛在高温下能与气体CO、CO2、水蒸气以及挥发性有机物反应，钛能够强烈地吸收气体（O2、N2、H2）形成固熔体，钛在低于700 ℃时与氧作用生成很致密的氧化膜，有保护作用，防止继续氧化，超过700 ℃时，氧化膜被破坏，氧化作用迅速发生。
钛在空气中短时间加热的表面变色
由于钛的上述性质较为特殊，按照常规焊接氩弧焊施焊是失败的工艺。产生了氢脆裂纹和片状氧化。经查阅资料，为防止钛被O2、N2、H2等气体污染，焊接中及焊后，焊缝温度高于450o C时应采用氩气保护措施。
2.1.2焊接位置较复杂
该反应釜呈正圆锥台形，焊接中上下两道环形焊缝和一道立缝,总长约4米，尤其封头处焊缝所处位置内部直径仅有φ600mm，距离小，可见度低，空气不流通，危险性大，给操作带来较大困难。
2.1.3焊接方案
该部件的焊缝采用钛—钨极氩气保护焊即TIG焊；不锈钢（1Cr18Ni9Ti）—氩弧焊，两种材质的分离焊接，步骤：先焊不锈钢，后焊钛
2.1.4工装卡具
用紫铜方管制作环形、条形氩气保护器具，在其上均布φ0.8mm孔3000余个，以使氩气流量以30~60L/min保护钛层防止氧化，同时达到快速冷却焊缝的作用，减少焊接缺陷产生。
2.2焊接工艺探索
2.2.1焊接电流
焊接电流是影响焊接质量的关键因素之一，尤其对钛层2mm部分，焊接电流控制在100~165A，焊接速度0.25~0.3m/min，氩气流量在内保护罩区为10~14L/min，外拖罩区为9~15L/min,焊接电流依据焊接部位适当调整，并施以合适的预热温度，这样有利于焊道间温度控制，从而减少和避免焊缝冷裂及氧化的可能性。
2.2.2背面保护
由于氩弧焊未对焊口充氩保护，采用TIG焊,在工艺还不成熟的情况下,对背面焊口实行了强制性充Ar保护，确保了焊接质量。
3.焊接工艺及操作过程
3.1焊接工艺
3.1.1焊接方法为TIG焊，焊丝：钨铈电极 氩气纯度≥99.99%
焊接设备:WSEPM500 直流氩弧焊机
3.1.2坡口制备、清理及组对
坡口的形式为单“V”型，组对前将内外壁焊道两侧15~20mm范围内的油垢等清理干净，直至露出金属光泽，并用夹具使内壁平齐。
3.1.3工艺参数
预热：火焰加热 温度<450℃；道间温度300~400℃
焊接电流及焊接速度
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3.2焊接操作过程
由于是全氩弧焊，而且反应釜为高温、高压部件，对焊接质量要求很高，对各种影响焊接质量的因素都应高度重视，具体的施焊中以下几点值得注意。
3.2.1防风
由于采用氩气保护气罩，所以焊接应在室内背光为宜，起到防风、防雨、防日晒作用。
3.2.2坡口处理
TIG焊对坡口上的油、垢、水份、漆等特别敏感，一旦清理不干净，很容易产生气孔。所以在施焊前内外壁焊道处清理干净尤为重要。
3.2.3定位焊
实践证明，反应釜在小径管口的焊接中，许多缺陷如未熔合、未焊透、气孔等易出现，故应引起高度重视。该件采用专用卡具对管口点固焊，并使焊接工艺、预热温度与施焊时相同，对内外壁焊缝均施用Ar气保护。
4.束语
在用上述焊接工艺对钛—不锈钢复合板材制作反应釜的施焊。焊道平整光滑，达到了设计要求，填补了该复合材料的焊接工艺中的空白，也证明了焊接工艺的合理及可行性。
参考文献
【1】稀有金属手册 冶金工业出版社.1992
【2】焊接技术 中国工程建设焊接协会 2002.No.2
论文作者:刘强
论文发表刊物:《中国科技教育·理论版》2015年第5期供稿
论文发表时间:2015/7/6
标签：不锈钢论文; 焊接工艺论文; 反应釜论文; 工艺论文; 电流论文; 复合板论文; 氩气论文; 《中国科技教育·理论版》2015年第5期供稿论文;