钛及其合金焊接缺陷的产生及防止|m

钛及其合金焊接缺陷的产生及防止

目前反应釜材料随反应介质不同不断进行科学的改变,其中钛及镍反应釜也不断被利用,所以有必要进行了解.
 
 
   一、 被授予“21世纪金属”的钛及钛合金,由于其具有高的比强度、优良的耐热、耐蚀性及断裂韧性等优点,在航空、航天、石化、医疗及地质等领域受到极大青睐,还越来越广泛地被应用于民用领域,如汽车、电力、休闲等行业。随着钛及其合金的普遍使用,其焊接性能越来越为使用者所重视。为此,本文着重就钛合金的焊接问题进行相关技术交流与探讨。
   二、钛及其合金的基本性能
      1.金属钛的基本性能
      钛是银白色稀有金属,比重轻,强度高,耐腐蚀,对人体无害,有漂亮的金属质感。工业纯钛溶点为1668℃,有两种同素异构体。在882.5℃以下呈密集六方晶格为α钛;在882.5℃以上呈体心立方晶格为β钛。工业纯钛可分为TA1、TA2、TA3三种牌号,焊接性能良好。工业纯钛容易加工成型,但加工后会产生冷作硬化现象。
      2.钛合金的基本性能
      在工业纯钛中加入合金元素便成为钛合金,其强度、塑性、抗氧化性等性能显著提高。按室温组织可分为三类:α钛合金,如TA4、TA5;β钛合金,如TB2;α+β型合金,如TC4。
    α钛合金组织稳定,焊接性能优良,但加工性能差,不能进行热处理强化。主要合金元素是铝(AI),它能提高在结晶温度和扩大氢在钛中的溶解度,从而减少形成氢脆的敏感性,但过多铝则会出现Ti3AI而引起脆性。
    β钛合金室温和高温性能都不理想,焊接性能差,易形成冷裂纹,故在焊接结构中应用甚少。
    α+β型合金的基体是α相,兼有α和β钛合金的优点,有良好的热加工性能,可以进行热处理强化,但焊后接头塑性低,有形成冷裂纹倾向。
      三、钛及其合金焊接主要缺陷及其成因分析
    1.钛及其合金焊接主要缺陷
      钛及其合金焊接时的主要问题是易产生气孔和裂纹这两种缺陷。
      气孔是钛及其合金焊接时最常见的缺陷之一,气孔不仅造成应力集中而且会使整个焊接接头塑性及疲劳,寿命降低。
      冷裂纹是钛及其合金焊接时另一种常见的缺陷。对接接头的冷裂纹一般处于焊缝横断面上。
      2.导致钛及其合金焊接主要缺陷的成因
      在常温下,钛及钛合金是比较稳定的。但试验表明,在焊接过程中,液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用,而且在固态下,这些气体已与其发生作用。随着温度的升高,钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升,大约在250℃左右开始吸收氢,从400℃开始吸收氧,从600℃开始吸收氮,这些气体被吸收后,将会直接引起焊接接头脆化,这是导致钛及钛合金焊接缺陷的重要因素。
    由于钛及钛合金的上述焊接性能,以致在其焊接实际中容易产生气孔和裂纹这两种缺陷。一般认为氢气是引起气孔的主要原因。焊缝金属在冷却过程中,氢的溶解度会发生变化,如焊接区周围气氛中氢的分压较高时,焊缝金属中的氢不易扩散逸出而集聚在一起形成气孔。当钛焊缝中的碳大于0.1%、氧大于0.133%时,由氧与碳反应生成的CO气体也可产生气孔。施工实践中发现,随着焊接电流增大或焊速增大,气孔有增加倾向。由于钛的化学活性强,在400℃以上高温下极易由表面吸收氧、氮、氢、碳等,由于溶解度的变化引起β相过饱和析出并由焊接过程中体积膨胀引起较大的内应力作用而导致冷裂纹。另外,钛的纵向弹性模量比不锈钢的小,在同样的焊接应力作用下,钛及其合金的变形量比不锈钢的大,且校形困难。
    四、钛及钛合金焊接缺陷的防范措施
    笔者根据多年来的钛及其合金实际焊接经验,认为预防钛及其合金焊接时产生气孔和裂纹可采用以下措施:
    1.做好焊前准备。焊件和焊丝表面质量对焊接接头的力学性能有很大影响,因此必须严格清理。铁板及钛焊丝可采用机械清理及化学清理两种方法。
    (1)机械清理:对焊接质量要求不高或酸洗有困难的焊件,可用打磨机、细砂纸、硬质合金刮刀或不锈钢丝刷擦拭,但最好是用硬质合金刮刀刮削钛板,去除氧化膜。
    (2)化学清理:焊前可先对试件及焊丝进行酸洗,酸洗液可用HF5%+HNO335%的水熔液。酸洗后用净水冲洗,烘干后立即施焊。或者用丙酮、乙醇、四氯化碳、甲醇等擦拭钛板坡口及其两侧(各50mm内)、焊丝表面、工夹具与钛板接触的部分。清洗待焊件表面并在2小时内焊接。
    正确选择焊接设备。根据焊接技术要求与技术规范,具体选择好相应的焊接设备。例如,进行钛及钛合金金钨板氩弧焊,则应选用具有下降外特性、高频引弧的直流氩弧焊电源,且延迟递气时间不少于15秒,避免焊遭受到氧化、污染。
      2.正确选择焊接材料。氩气纯度应不低于99.99%,露点在-40℃以下,杂质总的质量分数<0.001%。重要构件背面应冲氩气保护,当氩气瓶中的压力降至0.981MPa时,应停止使用,以防止影响焊接接头质量。原则上应选择与基本金属成分相同的钛丝,焊丝以真空退火状态供应。有时为了提高焊缝金属塑性,也可选用强度比基本金属稍低的焊丝。
      3.把握好焊接坡口。原则上应尽量减少焊接层数和焊接金属。随着焊接层数的增多,焊缝累计吸气置增加,以至影响焊接接头性能,又由于钛及钛合金焊接时焊接熔池尺寸较大,因此试件开单V型70°~80°坡口,且不作摆动。焊丝末端不得移出气体保护范围,喷嘴直径可适当加大以扩大保护区域。
    4.注意观察焊缝金属表面。
    5.注意选择保护气体流量。气体流量的选择以达到良好的保护效果为准,过大的流量不易形成稳定的层流,并增大焊缝的冷却速度,使焊缝表面层出现较多的α相,以至引起微裂纹。拖罩中的氩气流量不足时,焊缝呈现出不同的氧化色泽;而流量过大时,将对主喷嘴的气流产生干扰作用。焊缝背面的氩气流量也不能太大,否则会影响到正面第一层焊缝的气体保护效果。总之,要控制好气体的流量及流速,防止产生紊流现象,影响保护效果。
    6.正确选择焊接工艺参数。增加深池停留时间使用时防止气泡逸出,可有效地减少气孔。同时,采用小电流、高焊速的焊接规范,焊接层数越少越好。
    五、质量检验
    1.外观检查符合GB/T13149-91。
    2.射线深伤符合JB4730-94。
    3.力学性能试验符合GB/T13149-91。

压力表的维护保养|m

压力表应保持洁净,表盘上的玻璃必须明亮清晰,使表内指针所指示的压力读数清晰易见。表盘玻璃破碎或表盘刻度模糊不清的压力表必须及时更换。装有排液、除尘装置的压力表,要定期进行排液或排放尘土。记录式压力表应按时更换记录纸和添加墨水。发现压力表(包括取压管)有故障时应及时处理,对压力表的指示值有怀疑时,应及时用标准表进行校核,不正确时应予以更换。

压力表有下列情况之一时,应停止使用并更换:有限止钉的压力表,在无压力时,指针不能回到限止钉处;无限止钉压力表(限指正压表),在无压力时,指针距零位的数值超过压力表的允许误差;表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清;封印损坏或超过校验有效期限,表内弹簧管泄漏或压力表指针松动;压力表指针断裂或外壳腐蚀严重及其他影响压力表准确指示的缺陷。

不锈钢反应釜压力试验方法|m

1.1 安装完毕后进行水压试验,水压试验按1.25倍设计压力试验。            

 

1.2要求装配两只同型号同规格鉴定合格期内的压力表,精度不低于1.5级。标盘直径≥

 

100mm,量程为试验压力的1.5—2倍。                     

 

1.3使用清洁水作介质,确认氯离子含量不超过25毫克/升,水温≥5°C。

 

1.4 充介质时,容器顶部设排气口,必须把容器内部的气体排放干净。

 

1.5 试压时,压力应缓慢上升,注意观察压力指示是否变化,容器有无变形,倾听有无异常

 

声响,达到试验压力保压30分钟。无泄漏后,将压力缓缓降到试验压力的80%;保压一定时

 

间,对所有的焊接接头和连接部位进行检查。合格后缓缓缷压,放尽介质,用压缩空气将容器内

 

外吹干净。

反应釜操作与维修保养|m

高压微型反应釜手轮升降高压反应器微型小型高压反应釜催化加氢反应釜

1.每次装 入反应介质时,应不超过釜体2/3液面,投完料时用软布擦试干净密封面,注意不要擦刮伤密封面,装上釜盖上紧主螺栓时不可用力过猛,不得超过规定拧紧力矩 范围80~120N.M;且应按对角分布原则,均匀对称地上紧螺栓,分2~3次拧紧,以防止挤坏密封面。釜盖上装有两个高压针型阀,一个为排气阀,一个为 取样阀(或进气),针型阀系线密封,轻轻转动阀针,压紧密封面,即达到良好的密封效果。

2.接通电源,打开转速开关,转速开始显示、打开温度开关,温度开始显示,设定需要的温度,加热开始,旋转调速旋钮设定速度。

3.设置温度:按▲▼键选择加减设置温度,如控制精度不理想就需自整定,按⊙键进行自整定,自整时先把温度设定到要使用的温 度,再控住⊙键五秒,这时温控仪表下行数字的右下角显示灯出现闪烁时即可松手,仪表要经过升温和降温三次才能结束,等到显示灯停止闪烁后就自整定结束了, 这时的温度正常会控制在±1℃,自整定过程中如想中途退出,按住⊙键五秒不动,直至指示灯灭就是退出。自整定过程中可以不用人看守,不过自整定期间不可做 实验,不可更改温度设定值,因为仪表自己在摸索条件,温度会超过设定的温度,以免损坏样品带来不必要的麻烦。

4.旋钮调速:电机转速通过调速旋钮来调节转速,顺时针旋转是转速调大,逆时针则是调小。

5.每次做完试验用扳手对称缷下主螺母,打开釜盖,取出样品,用相应的介质进行清洗,清洗反应釜时,不要碰、刮伤密封面,密封面上有污垢,要采用相应的介质清洗,并用软布擦干净。

6 .安全阀系爆破片式安全阀,出厂时已调好,严禁随意调动。

7.反应釜表面应保持清洁,不允许有污渍、溶剂残留,定期检查各联接件是否松动。

8. 控制仪应放置在干燥通风的地方,定期检查各联接仪是否松动,接地是否安全牢固。

9. 用户在使用本设备前,详细阅读说明书,因操作使用不当而造成损失,本摡不负责。

不锈钢反应釜规格参数分析图|m

不锈钢反应釜规格参数分析图

 

型号 公称容量L 实际容量L 加热功率KW*支 油夹套容量L 内锅尺寸Dmm 夹套尺寸D1mm 支座螺孔中心D2mm 膨胀器容量L
50L 50 78 2×4 96 400 600 828 10
100L 100 127 2×6 127 500 700 928 15
300L 300 327 4×6 218 800 1000 1148 20
500L 500 509 4×9 269 900 1100 1252 25
1000L 1000 1017 4×12 400 1200 1400 1588 40
2000L 2000 2154 4×15 850 1400 1600 1840 80
3000L 3000 3201 5×15 1015 1600 1750 2040 100
4000L 4000 4020 5×15 1226 1600 1750 2070 120
5000L 5000 5170 5×18 1400 1800 2000 2320 140

BCI,DBC,CS,POE,XDN,TKY,UNO,BOS,RDN,QSP,EDG,XPM,FXT,BMC,BTCD,R,TEN,VEE,MNX,BCO,XWC,BAY,TTU,ABT,RUFF,DAX,RKT,AMB,PLR,ZPT,KCS,CEO,TRUE,OCN,SRN,MTL,XTO,BTX,VIA,NEC,TEL,SPHTX,NANJ,ATX,EMC2,LYL,LCC,GVT,NMC,NGC