Tuyaux en alliage de titanesont largement utilisés dans les domaines de l'ingénierie chimique, aérospatiale et maritime en raison de leur excellente résistance à la corrosion et de leur haute résistance. Cependant, ils sont chimiquement actifs, difficiles à souder et nécessitent un contrôle de processus extrêmement élevé.
Le soudage de tuyaux en alliage de titane utilise généralement le soudage dans toutes les-positions sur le terrain, ce qui est beaucoup plus difficile que le soudage de tuyaux en acier inoxydable. Le titane réagit facilement avec des gaz tels que l'oxygène, l'azote et l'hydrogène au-dessus de 400 degrés, entraînant des défauts tels que la fragilisation du matériau et la fissuration. C’est pourquoi un contrôle strict de la protection contre les gaz pendant le processus de soudage est essentiel. Cet article analyse systématiquement les points technologiques clés du soudage à l'arc sous argon pour les tuyaux en alliage de titane, couvrant des aspects tels que la sélection des matériaux de soudage, le chanfreinage, le nettoyage et le séchage, la protection contre les gaz, les techniques d'exploitation et le contrôle environnemental, fournissant ainsi une référence technique pour une production pratique.
I. Sélection des consommables de soudage et exigences de pureté de l'argon
1. Principes de sélection des consommables de soudage : Le soudage des tuyaux en alliage de titane suit le principe de « correspondance de résistance égale », en donnant la priorité aux consommables de soudage dont la composition est similaire à celle du métal de base. Si des consommables de soudage appropriés ne sont pas disponibles sur le marché, ils peuvent être découpés dans le métal de base. Par exemple, le fil de soudage ERTi-2 peut être utilisé pour les tuyaux en titane pur Gr2, et le fil de soudage ERTi-5 peut être utilisé pour les tuyaux en alliage de titane Gr5.
2. Exigences de pureté de l'argon : La pureté de l'argon affecte directement la dureté et la ténacité de la soudure et a un impact significatif sur la sensibilité aux fissures. De l'argon de haute -pureté (≥99,99 %) est requis pour le soudage du titane pur, et la pureté de l'argon pour le soudage des alliages de titane doit également être ≥99,99 %. Le débit d'argon doit être ajusté en fonction du diamètre du tuyau ; généralement, le débit d'argon à l'intérieur du tuyau est de 10 à 20 L/min et le débit de gaz de protection externe est de 15 à 25 L/min.
II. Protection contre le biseautage et le nettoyage
1. Méthodes de chanfreinage : La découpe et le chanfreinage des tubes en titane doivent être effectués à l'aide de méthodes de travail à froid (telles que la découpe au plasma ou la découpe à la meule abrasive). Le coupage à la flamme est strictement interdit pour éviter une surchauffe et provoquer une oxydation et une décoloration du matériau. Les surfaces intérieures et extérieures du biseau dans un rayon de 20 mm doivent être polies jusqu'à obtenir un éclat métallique avec une meule abrasive ou une meule en fil d'acier inoxydable, puis ébavurées avec un grattoir et polies une seconde fois pour éviter que le fil ne s'accroche pendant le nettoyage.
2. Points clés du processus de nettoyage
La qualité du nettoyage affecte directement la formation de fissures de soudage et la porosité.
Les étapes suivantes doivent être suivies :
1. Décapage : Utiliser une solution mixte de 3 % HF + 35 % HNO₃ + H₂O. Le temps de trempage doit être ajusté en fonction du diamètre du tuyau (généralement 5 à 15 minutes) ;
2. Rinçage : Rincez soigneusement la solution de décapage à l'eau claire pour éviter les résidus ;
3. Séchage : Sécher à l’air chaud ou sécher à l’air naturellement. Ne pas essuyer avec un chiffon ;
4. Essuyage avant-soudage : avant le soudage, essuyez le biseau et un rayon de 50 mm des deux côtés avec de l'acétone ou de l'alcool pour éliminer l'huile et les impuretés. Précautions:
• Le soudage doit être complété dans les 4 heures suivant le nettoyage ; sinon, le nettoyage doit être répété ;
• Les gants de caoutchouc sont interdits lors du nettoyage ; des gants de coton blanc et propre doivent être portés ;
• La solution de décapage doit être remplacée régulièrement pour éviter qu'elle ne devienne inefficace.
III. Protection contre les gaz et contrôle de la température Purge de l'argon à l'intérieur du tuyau :
La purge d'argon à l'intérieur du tuyau doit se poursuivre jusqu'à ce que le soudage soit terminé et que la température de la zone de soudage descende en dessous de 350 degrés.
Méthode de purge :
1. Étanchéité : scellez les deux extrémités du tuyau avec des plaques d'étanchéité en caoutchouc (écart de 0,5 à 1 mm par rapport au diamètre intérieur du tuyau) ;
2. Remplacement : purgez avec du gaz argon pendant 10 à 15 minutes avant le soudage et confirmez que le gaz à l'intérieur du tuyau est de l'argon pur à l'aide d'un test à flamme nue ;
3. Contrôle du débit : Maintenez une pression positive à l’intérieur du tuyau pendant le soudage pour empêcher l’intrusion d’air. Protection frontale externe : la protection frontale externe utilise une buse de grand -diamètre (diamètre ≥20 mm) et un carénage étendu (longueur ≥150 mm) pour augmenter la plage de protection. L'alimentation en gaz à travers le carénage doit continuer jusqu'à ce que la température de la zone de soudage descende en dessous de 200 degrés pour éviter l'oxydation dans la zone à haute température -.
En contrôlant systématiquement les points clés du processus-mentionnés ci-dessus, les défauts tels que les fissures et la porosité lors du soudage des tuyaux en alliage de titane peuvent être efficacement évités, garantissant ainsi que la qualité des joints soudés répond aux exigences standard.
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