江蘇某鹽化廠委托某鈦設(shè)備廠加工制作的焊接鈦管是鹽硝聯(lián)產(chǎn)工程中的一部分，作為制鹽生產(chǎn)中向制作釜提供原料的輸送管道，其中鹵水進(jìn)人硝蒸發(fā)罐前管內(nèi)的溫度達(dá)87焊接鈦管制作過(guò)程分為兩步:第一步在設(shè)備廠將3厚的鈦板按所需直徑壓彎、滾壓成圓筒狀后進(jìn)行縱焊縫的焊接;再將管與管以環(huán)縫焊接成數(shù)米長(zhǎng)的部分管線系統(tǒng)。第二步:將焊成的部分管線系統(tǒng)運(yùn)送到鹽化廠，在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)將各部分管線系統(tǒng)、法蘭、彎頭進(jìn)行焊接、組裝。管道直徑有159mm,219mm,273mm、377mm共4種。由圖1可見(jiàn)管線焊縫可分為行于管道軸線的縱焊縫和垂直于管道軸線的環(huán)焊縫。交付使用很耗時(shí)間，多處焊接接頭破裂，給使用廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，焊接材料STMR，直徑$3mm。
⑴由鈦及鈦合金良好的耐腐蝕性能在氧化性、中性及有氯離子介質(zhì)中的耐腐蝕性能大大優(yōu)于不銹鋼。因此被廣泛應(yīng)用于冶金、石油化工、海水淡化等設(shè)備制造方面,鈦及鈦合金在高溫下對(duì)氧、氫、氮和碳的親和力極強(qiáng)，以致焊接接頭的塑、韌性降低’因此鈦材的焊接對(duì)焊接熔池及溫度在400X:以上的高溫金厲區(qū)的保護(hù)要求極高?？蓮暮附咏宇^顏色上直觀判斷鈦材焊接質(zhì)量的好壞。
焊縫顏色:銀白色顯示最好保護(hù)效果;黃色顯示有輕微氧化；金紫與深藍(lán)表示嚴(yán)重的氧化。銀白色和黃色的焊縫可達(dá)到一、二級(jí)焊縫;金紫色僅可達(dá)三級(jí)焊縫，而深藍(lán)色則衣示焊縫不合格。
熱影晌區(qū)顏色：銀白色顯示好的保護(hù)效果；深黃、金紫和深藍(lán)其氧化程度依次遞增。允許熱影響區(qū)呈銀白色、淡黃色；深黃、金紫表示按頭受到一定程度的氧化，僅能評(píng)為二、三級(jí);深藍(lán)色氧化更嚴(yán)重，僅能評(píng)為三級(jí)。
在現(xiàn)場(chǎng)檢查多處縱環(huán)焊縫其焊縫和熱影響區(qū)大多處呈現(xiàn)深藍(lán)色.僅少部分縱焊縫淡黃色。說(shuō)明該批鈦管的焊接保護(hù)效果很差。
(2)焊縫強(qiáng)度：產(chǎn)品材料TA2為工業(yè)純鈦，按GH/T3621-1994給出的鈦板材室溫力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度值在440?fi2CJMPa之問(wèn)，經(jīng)對(duì)縱、環(huán)焊縫14件拉伸試樣的測(cè)試,最高抗拉強(qiáng)度值MPa兩件，占總試樣15%;在標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度值下限440MPa以上的試樣3件，占總試樣22.2%，其余62.8%試樣均未達(dá)到抗拉強(qiáng)度的下限值。母材抗拉強(qiáng)度符合該標(biāo)準(zhǔn)要求。
(3)塑性指標(biāo)：GB/T3621-1994給出的鈦板材室溫力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)中塑性指標(biāo)A為30%?25%3本試驗(yàn)U件試樣塑性指標(biāo)A最高值17%僅有一件.其它幾乎測(cè)小'出塑性指標(biāo)，全部〖式樣均低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,母材的伸長(zhǎng)率分別為：21.5%和19.07%也未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指標(biāo)。
(4)焊接方法選擇鎢極氬氣保護(hù)焊是焊接鈦及合金的常用方法。在焊接方法確定之后，應(yīng)將相關(guān)配套材料及工藝確定下來(lái)，如根據(jù)板材的厚薄選擇鎢棒;確定保護(hù)氣體氬氣的純度及焊接時(shí)的保護(hù)措施等等。
(5)環(huán)焊縫焊接接頭存在以下焊接缺陷：未焊透所做9個(gè)環(huán)焊接頭試樣無(wú)一背面焊透，更嚴(yán)重的是操作者在施丁中僅僅在3mm厚度方向堆焊縫,表2強(qiáng)度數(shù)據(jù)足以焊縫的真實(shí)受力面積計(jì)算的實(shí)驗(yàn)中100%在焊縫處被拉斷賀。觀察斷u均為脆性斷裂，m性指標(biāo)伸長(zhǎng)率幾乎為0。
嚴(yán)重錯(cuò)邊：由檢測(cè)的焊接接頭可以看出，焊接前坡U組合有很大的隨意性。按照環(huán)焊縫設(shè)計(jì)要求應(yīng)是開(kāi)坡口的對(duì)接接頭，而實(shí)際多數(shù)成為未開(kāi)坡P的搭接形式，焊縫的底部和一側(cè)分別與母材連接.使兩被焊材料未被連接在同一平面，而整整錯(cuò)位了材料厚度3.0mm。這就使得焊接接頭在工作狀態(tài)下，除了承受制作產(chǎn)生的應(yīng)力、工作時(shí)的應(yīng)力之外，還須克服由于錯(cuò)位產(chǎn)生的附加彎矩。
?、哿鸭y：由圖12為圖8環(huán)焊縫試樣的放大，試性低，由焊縫根部向焊縫內(nèi)擴(kuò)展.裂紋多條。裂紋由焊縫根部始發(fā).在應(yīng)力作用下內(nèi)焊縫縱深延伸。
?、軞饪住A雜：環(huán)縱焊縫試樣的斷口可見(jiàn)明顯氣孔,見(jiàn)圖13。這些缺陷的存在也削弱了接頭強(qiáng)度和塑性。
⑤焊縫表面寬窄不一，焊道成型很不均勻。
(6) 縱焊縫狀況描述：直管與彎管上的縱焊縫，其管外外觀顏色多在銀白色和黃色之間,顯示焊縫正面保護(hù)效果較好；三件拉伸試樣抗拉強(qiáng)度均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但塑性指標(biāo)都不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。僅有試樣斷在母材上1而此試樣塑性指標(biāo)最高也僅僅為17%。另兩試樣均在熔合線處斷裂，以上種種都說(shuō)明經(jīng)焊接后焊接接頭槊性大大下降。
(7)經(jīng)對(duì)焊管壁粉末的測(cè)試，證實(shí)了鈷已被氧化的事實(shí)。對(duì)斷口成分的分析證實(shí)了在未被焊透的鈦材上已沉積了鹽內(nèi)多種成分的氧化物。
