引言

某设备盛装介质是高温度的浓硝酸溶液，该溶液含有多个种类的氧化性阳离子，且含有辐射性，通常资料在该环境下侵蚀危险严沉。但通常迪胙合金在酸性介质中钝化偏差强烈，因而在设备选材时，思考将 Ti35 作为该设备的资料 [1]。

Ti35 是 Ti-Ta 系的二元 α 型钛合金，名义成分为 Ti-6Ta。该资料在拥有氧化性离子的浓硝酸中拥有优异的耐侵蚀机能。为相识该资料的焊接性，满足设备的造作需要，对该资料的焊接工艺进行了相应的钻研。Ti35 合金资料成分和力学机能如表 1、表 2 所列。

表 1 Ti35 合金的化学成分 (质量分数)(%)

表 2 Ti35 合金力学机能

1、焊接工艺试验

Ti35 合金是在传统钛资料的基础上参与了质量分数幼于 10% 的 Ta 元素。由于 Ta 的熔点极高，且 Ta 与 Ti 的密度相差极大，Ti35 资料与传统迪胙资料在焊接机能方面存在以下差距：

(1) 高温时，Ti35 资料易与碳、氢、氧等杂质产生反映，天生化合物，严沉影响了焊缝质量和耐侵蚀机能。

(2) Ti35 资料作为一种 α 资料，其焊缝若在高于 β 相变温度之上的高温停顿功夫过长，则会导致强度、塑性和冲击韧性降落，因而焊接时冷却速杜爪快。

(3) 铁的存在对 Ti35 资料的耐侵蚀性影响很大，铁传染会导致加快吸氢，严沉影响焊缝质量。

(4) 氢是引起气孔的重要原因。

(5) Ti35 合金焊接接头产生裂纹的可能性很幼，但容易在扰装响区出现延长裂纹，产生的重要原因是焊接过程中的氢导致。

1.1 试验使用资料

本次评定试验使用的 Ti35 母材和焊材的机能要求如表 3 所列。

表 3 评定用板材及焊材物理机能

1.2 焊接过程中的；

通过对 Ti35 资料分析并结合纯钛的焊接经验，Ti35 资料的焊接关键点在于；，因而在试验时，试板背面及尾部温度高于 300℃的选取高纯氩气进行；，试板背面及尾部；すぷ叭缤 1、图 2 所示。

焊接实现后，焊缝色彩为银白色 (试板；こ尚Ъ 3)，切合表表质量要求。按尺度技术前提要求进行了相应的无损检测，检测了局满足尺度要求。

2、Ti35 焊接工艺评定

2.1 焊接工艺评定参数及要求

焊接试验成功后，按产品造作尺度要求进行了 Ti35 对接焊评定，蕴含焊缝厚度 5mm 后焊缝背面选取流动的水进行；さ暮附庸ひ掌蓝，焊接工艺评定具体参数和要求如表 4 所列。

表 4 试验参数及要求

注：1. 正面；て辶髁课 10~15 L/min，背面及尾部；て辶髁课 15~25 L/min；2. 试板熔敷金属厚度 5mm 前与上述一致，熔敷金属厚度在 5mm 后选取水冷方式在焊缝背面对高温区域进行；。

焊接接头按 NB/T 47013.2 的要求进行射线检测，质量等级为 AB 级，检测了局满足有关尺度及专用技术前提要求。

2.2 力学机能试验

2.2.1 接头拉伸试验

按尺度要求进行了焊接接头的全厚度拉伸试验，断裂后的拉伸试样如图 4 所示，试验了局如表 5 所列。

表 5 接头拉伸试验了局

2.2.2 接头横向弯曲试验

按尺度要求进行了焊接接头的横向全厚度弯曲试验，弯曲后的试样如图 5 所示。试样尺寸为 38mm×10mm，试样弯曲为 180°，弯曲直径为 40mm，弯曲试样的拉伸面均未见缺点显示。

2.3 焊接接头金相组织

由金相组织照片可知，选取手工钨极氩弧焊焊接而成的焊接接头的熔敷金属、扰装响区与母材的金相组织均为 α 相。母材、扰装响区及焊缝的金相组织如图 6 所示。其区别在于母材微观描摹为多边等轴齐全退火态组织。凭据 Ti-Ta 二元合金相图 [2-3]，通过对比熔敷金属、扰装响区的晶粒发现，其都有了显著的长大，重要原因是在焊接过程中，多层多路焊在焊接循环热下导致晶粒长大。

3、产品焊接利用

对于 Ti35 资料的焊接，其重要节造点是高温区域的；ぜ扒褰。为此，针对设备结构特点进行了以下改进。

3.1 加热半管组焊

设备筒体表表表有 22 圈规格为 φ89mm×3mm 的弧形加热半管，当回旋式组对时，加热半管之间接缝处的偏斜造成部门间隙较大。为解决该问题，自造液压式矫形工具，组对时将矫形工具固定在半管的相宜地位，借助于斜铁，通过矫形工具施加表力，节造接缝处间隙满足要求。利用该矫形工具后工作效能提高了 3 倍以上，且组装后的半管间距均匀，焊接后焊缝表形美观 [4-5]。半管组对工装如图 7 所示。

3.2 幼径管对接焊

幼管对接时管子直径幼，通常；すぷ拔薹ㄓ行П；び坠芎阜。经试验，将管子对接的焊缝整体都置于工装；ぶ，；て褰ü脊芗吧竿富圆泛阜旖斜；ぜ凹涌炖淙醋饔，以保障产品焊缝质量。幼管对焊接；すぷ叭缤 8 所示。

4、结语

通过对 Ti35 资料的焊接试验以及焊接工艺评定试板的焊接、检验，证明 Ti35 拥有较为优良的焊接机能。焊接过程中的清洁是决定焊缝质量的关键成分，焊接热输入大幼对 Ti35 合金焊接机能拥有较大影响。选得到到的焊接参数焊接的试板焊缝的金相与母材一样。

通过对 Ti35 资料焊接工艺机能钻研得到的各项结论、工艺参数等已造作试件验证了工艺的可行性、靠得住性。同时，设备的造作工作已实现，为后续 Ti35 资料产品的承揽与造作奠定了基础。

参考文件

[1] 吴金平，杨英丽，赵彬，等。后处置设备用 Ti-35 合金资料钻研 [C]// 中国核学会核资料分会，2006 全国核资料学术互换会论文集，2006:302-304.

[2] 陈宝祥，马鸣，孙敬岩，等。热丝 H-TIG 镍基堆焊工艺钻研。哈尔滨锅炉厂有限责任公司，2013, 6 (6):56-57.

[3] 李磊。石油钻采阀门内壁热丝 TIG 堆焊 [J]. 石油化工建设，2005, 17 (6):52-54.

[4] 许江晓，刘晓林。热丝 TIG 全地位自动焊工艺参数的匹配，2010, 39 (7):56-58.

[5] 冯英超。核电站 TIG 全地位自动焊打底的工艺分析 [J]. 电焊机，2012, 42 (2):57-61.

（注，原文标题：Ti35资料焊接工艺钻研）