Titan-Schweißleistung

Analyse der Titanschweißleistung

1. Der Einfluss von Gas- und Verunreinigungen auf die Schweißleistung

1.1. Der Einfluss von Wasserstoff ist unter den Gasverunreinigungen der schwerwiegendste Faktor, der die mechanischen Eigenschaften von Titan beeinflusst. Die Änderung des Wasserstoffgehalts der Schweißnaht hat den größten Einfluss auf die Schlagfestigkeit der Schweißnaht. Der Hauptgrund ist, dass die Erhöhung der Menge an Wasserstoffbombe in der Schweißnaht die Menge an flocken- oder nadelartigem TiH2 erhöht, das in der Schweißnaht ausgefällt wird. TiH2 hat eine sehr geringe Festigkeit, was die Schlagfestigkeit der Schweißnaht erheblich verringert. Achten Sie beim Schweißen auf die Verwendung von wasserstoffarmen Elektroden oder Drähten.

1.2. Der Einfluss von Sauerstoff. Sauerstoff hat eine hohe Löslichkeit in beiden Titanphasen und kann interstitielle feste Lösungsphasen bilden, was zu einer ernsthaften Verzerrung der Gitterphase führt, was zu einer erhöhten Härte und Festigkeit von Titan und Titanlegierungen führt, aber zu einer signifikanten Abnahme der Plastizität. Um die Leistungsfähigkeit von Schweißverbindungen sicherzustellen, sollte neben der Verhinderung der Oxidation der Schweißnaht und der Schweißwärmeeinflusszone während des Schweißvorgangs auch der Sauerstoffgehalt im Grundwerkstoff und Schweißdraht begrenzt werden.

1.3. Der Einfluss von Stickstoff. Bei einer hohen Temperatur über 700 Grad reagieren Stickstoff und Titan heftig, um sprödes und hartes Titannitrid (TiN) zu bilden, und der Grad der Gitterverzerrung, der durch die Bildung einer interstitiellen festen Lösung zwischen Stickstoff und Titan verursacht wird, ist schwerwiegender als der durch Sauerstoff verursachte Absorption. Daher ist Stickstoff bei der Verbesserung der Zugfestigkeit und Härte von Schweißnähten aus Titan und Titanlegierungen und bei der Verringerung der plastischen Eigenschaften von Schweißnähten wichtiger als Sauerstoff.

1.4. Der Einfluss von Kohlenstoff. Kohlenstoff ist auch eine häufige Verunreinigung in Titan und Titanlegierungen. Experimente zeigen, dass bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,13 Prozent der Kohlenstoff tief in Titan steckt, die Schweißnahtfestigkeit verbessert und die Plastizität verringert wird, aber nicht so stark wie Sauerstoff und Stickstoff ist. Wenn jedoch der Kohlenstoffgehalt der Schweißnaht weiter erhöht wird, erscheint die Schweißnaht als netzartiges TiC, dessen Menge mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt zunimmt, so dass die Plastizität der Schweißnaht stark abnimmt und Risse auftreten können unter Einwirkung von Schweißstress. Daher darf der Kohlenstoffgehalt des Grundmetalls von Titan und Titanlegierung 0,1 Prozent nicht überschreiten, und der Kohlenstoffgehalt der Schweißnaht darf den Kohlenstoffgehalt des Grundmetalls nicht überschreiten.

2. Problem mit Schweißnahtrissen

Beim Schweißen von Titan und Titanlegierungen können in der Wärmeeinflusszone Kaltrisse auftreten, die durch Risse gekennzeichnet sind, die mehrere Stunden oder länger nach dem Schweißen auftreten, was auch als verzögerte Rissbildung bezeichnet wird. Studien haben gezeigt, dass diese Art von Riss mit der Diffusion von Wasserstoff während des Schweißprozesses zusammenhängt. Während des Schweißprozesses diffundiert Wasserstoff aus dem Hochtemperatur-Schmelzbad in die Wärmeeinflusszone mit niedrigerer Temperatur. Die Erhöhung des Wasserstoffgehalts erhöht die in dieser Zone ausgeschiedene TiH2-Menge, was die Sprödigkeit der Wärmeeinflusszone erhöht. Außerdem verursacht die Volumenausdehnung bei der Ausfällung von Hydriden eine größere Strukturspannung. , Verbunden mit der Diffusion und Ansammlung von Wasserstoffatomen zu den hochbelasteten Teilen der Region, was zur Bildung von Rissen führt. Das Verfahren zur Verhinderung dieser Art von verzögerter Rissbildung besteht hauptsächlich darin, die Wasserstoffquelle in der Schweißverbindung zu reduzieren und, falls erforderlich, eine Vakuumglühbehandlung durchzuführen.

3. Auswahl des Schweißverfahrens

GR2-Titanrohr und -rohrboden sind mit Festigkeitserweiterung und versiegeltem Schweißen ausgelegt. Beim Schweißen von Titan und Titanlegierungen können bei einer Temperatur zwischen 500 und 700 Grad leicht Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff in der Luft absorbiert werden, was die Schweißqualität ernsthaft beeinträchtigt. Der Lichtbogen des Argon-Lichtbogenschweißens wird durch den Argongasstrom geschützt und gekühlt, die Lichtbogenwärme ist relativ konzentriert, die Stromdichte ist hoch, die Wärmeeinflusszone ist klein und die Schweißqualität ist hoch. Aufgrund der besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Titan in Verbindung mit den Anlagen und Umgebungsbedingungen unseres Unternehmens verwenden wir dieses Mal automatisches Wolfram-Argon-Lichtbogenschweißen zum Schweißen des Titan-Wärmetauscherrohrs und des Rohrbodens.

4. Probenplatteninspektion

Visuelle Inspektion. Die Oberfläche der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone sollte zu 100 Prozent mit einer 10-fachen Lupe inspiziert werden. Die Ergebnisse der Sichtprüfung und der zerstörungsfreien Prüfung sollten keine Defekte wie Risse, unverschweißte Poren, Hinterschnitte, Lichtbogenkrater, Einschlüsse und Spritzer aufweisen. Es dürfen keine Fehler außerhalb der Schweißnaht vorhanden sein. Es gibt Lichtbogenpunkte. Die Oberfläche darf keine oxidierte Farbe aufweisen (nur silberweiß und hellgelb sind zulässig). Nach der Inspektion wurden keine Risse, Poren, Bindefehler und andere Defekte auf der Oberfläche der Schweißnaht gefunden, die Oberflächenfarbe war silberweiß und die Inspektion des Aussehens war qualifiziert.

5. Versiegelter Raum zum Schweißen

Aufgrund der besonderen Beschaffenheit von Titan ist der Einfluss von Windgeschwindigkeit, Temperatur, Feuchtigkeit, Staub und anderen Umweltfaktoren auf die Schweißqualität nicht zu unterschätzen. Um die Schweißumgebung zu gewährleisten, haben wir einen 30 m² (5 x 6 m) großen, abgedichteten Schweißraum gebaut, der relativ von der Außenwelt isoliert ist. Halten Sie die Temperatur um 25 Grad und die relative Luftfeuchtigkeit unter 60 Prozent. In diesem wind- und staubdicht abgeschlossenen Raum erfolgt die Schweißqualifizierung des Prüflings und das Schweißen des Produkts. (1) Klimaanlagen, Luftentfeuchter, Staubsauger und Abluftventilatoren sollten im abgedichteten Raum installiert werden. Das Innenlicht sollte ausreichend sein und der Boden sollte flach, sauber und sauber sein; (2) Brandschutzmaßnahmen und sichere Durchgänge sollten im abgedichteten Raum berücksichtigt werden; (3) Schweißer beim Schweißen Saubere Arbeitskleidung und entfettende Handschuhe aus reinem Polyester tragen.

6. Grundlegende Anforderungen an Mensch, Maschine und Material beim Schweißen

6.1. Personalbedarf. (1) Schweißtechniker, Schweißqualitätsprüfer und Schweißaufsichts- und Prüfpersonal sollen über entsprechende Qualifikationen verfügen; (2) Alle Schweißer, die am Schweißen teilnehmen, sollen die theoretische und praktische Durchführung des mobilen Schweißens von Titan und Titanlegierungen aller Güteklassen durchlaufen. Und müssen die folgenden Grundkenntnisse beherrschen: a. Grundkenntnisse der Titanmetallwerkstoffe; b. Grundkenntnisse über Schweißwerkstoffe (Argon) und deren Anwendung; c. Grundkenntnisse des Schweißverfahrens und Fachkenntnisse des Titanschweißens; d. Allgemeine Ursachen, Gefahren, Präventions- und Behandlungsmaßnahmen von Schweißfehlern; e. Grundkenntnisse über Art, Einsatz und Wartung von Rohrboden-Schweißgeräten und Messgeräten.

6.2. Anforderungen an eine automatische Wolfram-Argon-Lichtbogenschweißmaschine für Rohrböden. (1) Die Lichtbogencharakteristik ist stabil; (2) Die Stromeinstellung ist flexibel und bequem und hat eine gute Prozesswiederholbarkeit; (3) Der mechanische Aktuator ist flexibel im Betrieb und einfach zu installieren; (4) Es verfügt über eine erweiterte Luftzufuhr, einen verzögerten Luftstopp, einen Impuls, eine berührungslose Lichtbogenzündung und eine Stromdämpfungsfunktion.

7. Vorbereitung vor dem Schweißen des Rohrbodens

(1) Rohrbodenschweißer sollten die Schweißverfahrensvorschriften strikt befolgen; (2) Der Abstand zwischen der Größe der zentralen Positionierungsstange des Schweißers und dem Innendurchmesser des erweiterten Rohrlochs beträgt 0,1 ~ 0,15 mm, und der Schweißprozess rüttelt nicht; (3) Verarbeitungsform der Wolframelektrode, Schweißverbindungsform, Einstellung der Wolframelektrode. (4) Beim Einbau der Wolframelektrode sollte sich die Wolframelektrode in der Mitte der Düse der Schweißpistole befinden und darf nicht schief sein; (5) Achten Sie beim Schweißen immer auf die Form der Spitze des Wolframstabes. Wenn die Spitze der Wolframelektrode rund wird, ändert sich die Richtung des Lichtbogens. Die Schweißnaht ist nicht glatt und hat Grate, und die Wolframelektrode sollte zu diesem Zeitpunkt ersetzt werden; (6) Es ist strengstens verboten, das Rohr beim Schweißen auf der einen und der anderen Seite zu erweitern oder zu schneiden, um die Schweißqualität sicherzustellen. Beim beidseitigen Schweißen darf nicht gleichzeitig ein Titanrohr geschweißt werden. (7) Beim Schweißen sollte Sprungschweißen verwendet werden, und das Schweißen sollte Reihe für Reihe von unten nach oben erfolgen. (8) Die Oberfläche der Schweißnaht sollte gleichmäßig, schön und fischschuppig sein. Die Schweißnahtverstärkung sollte nicht größer als 0,5 mm sein, und die Schweißnahtbreite sollte 2-2,5 mm betragen; (9) Die Oberfläche der Schweißnaht darf keine Fehler wie Risse, Poren, Bindefehler und Versatz aufweisen; (10) Die Oberfläche der Schweißnaht sollte silbern sein. Weiß oder hellgelb, lila, blau, grau usw. sind nicht erlaubt.

8. Zerstörungsfreie Prüfung der Schweißoberfläche des Rohrbodens

Nachdem die Nahtoberfläche die Sichtprüfung bestanden hat, ist die Farbprüfung durchzuführen.

9. Hydrostatiktest

Nachdem die zerstörungsfreie Prüfung die Qualitätsanforderungen erfüllt, erfolgt die Montage. Nach Abschluss der Montage erfolgt die hydraulische Prüfung. Die Schweißnaht des Wärmetauscherrohrs und des Rohrbodens wird bei der hydraulischen Prüfung nicht als undicht befunden.

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