焊接钛管的生产及其在电站冷凝器上的应用前景

综述了焊接钛管的生产工艺和生产现状及各国电站冷凝器用焊接钛管的情况；从性能、经济性和市场分析出发，阐述了焊接钛管的市场应用前景，指出我国应大力发展焊管生产。

厚壁焊接钛管的等离子填丝+脉冲TIG双枪焊接工艺研究

钛及钛合金厚壁焊管是海水淡化和海洋工程等行业的主要部件。采用前置直流等离子填丝+后置脉冲TIG电弧的双枪焊法,无耦合的等离子焊+TIG焊形式利用等离子弧焊与TIG焊的优点实现了大口径壁厚4 mm的TA1焊接钛管的优质、稳定焊接。结果表明,随着等离子气体流量的增加,直流等离子填丝焊的熔深增加,厚壁钛管全熔透;后置TIG电弧对已形成焊缝进行重熔,TIG焊脉冲频率的增加可以降低焊缝晶粒尺寸,提高接头性能,并对前置等离子填丝焊过程出现的咬边等缺陷具有较好的修复作用。本方法不但扩大了焊缝成形的工艺窗口,而且焊接过程稳定,接头抗拉强度达到354 MPa,经实际生产验证,实现了厚壁焊接钛管的低成本优质焊接生产。

凝汽器用的焊接钛管性能的研究

本文研究了凝汽器用薄壁焊接钛管的管坯、成型、焊接、管材内应力、低温退火等环节对焊接钛管性能的影响关系;以及对焊接钛管做静、动态的挂管、插管试验,证实焊接薄壁钛管在海水中具有优异的耐海水腐蚀能力,它和日本焊接钛管一样地耐海水腐蚀。

焊接钛管焊缝开裂原因分析

某焊接钛管在冷轧时于焊缝处开裂,通过化学成分分析、金相检验、断口形貌分析以及能谱分析等方法对其开裂原因进行了分析。结果表明:由于钛管在焊接时存在不规范操作,使得钛管焊缝处混入杂质元素,并与空气中的氧元素发生反应生成氧化物或碳氧化合物;这些化合物成为焊缝中的大颗粒夹杂物,从而导致钛管焊缝在冷轧时局部区域发生开裂。

薄壁焊接钛管内应力的研究

本文从薄壁焊接钛管用的管坯和焊管主要工序进行分析研究，结果发现焊管的内应力与管坯的杂质氧、织构、晶粒度以及焊管的成型、焊接、定径、矫直等积累的弹性变形大小有直接关系。

钛合金/铜-镍/不锈钢焊接接头的组织与性能

采用铜-镍复合填充金属进行了钛合金和不锈钢的冷金属过渡焊接,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究铜-镍复合填充金属对钛合金/不锈钢焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,添加铜-镍复合填充金属后得到了无焊接缺陷的钛合金/不锈钢焊接接头.接头中形成了硬度相对Ti-Fe,Ti-Cu金属间化合物较低的Ti-Ni金属间化合物,改善了钛合金/不锈钢焊接接头的拉伸性能.当焊接电流为182 A时,钛合金/不锈钢接头的拉剪强度最大为348 MPa.钛合金/不锈钢接头由不锈钢-焊缝金属界面、不锈钢-纯镍-钛合金界面、钛合金-焊缝金属界面和焊缝金属组成,接头中形成了Ti-Cu,Ti-Ni,Al-Cu-Ti和Al-Ni-Ti-Fe-Cu金属间化合物.随着焊接电流的增大,钛合金侧界面反应层的显微硬度逐渐增大,且反应层的宽度也逐渐变宽.创新点:研究铜-镍复合填充金属对Ti-6Al-4V(TC4)钛合金/304不锈钢焊接接头的微观组织、化合物组成以及力学性能的影响.

钛汽提塔焊接及质量控制

本文论述了钛制汽提塔的焊接及质量控制要点,包括钛的焊接性,焊接工艺评定及焊工考试,原材料及部件的质量控制、焊接操作注意事项,质量检验及检测等。珠海PTA项目中为BP业主制造的CT-710汽提塔按照JB/T-4745《钛制焊接容器》设计制造,全长9200mm,设计压力0.35MPa,设计温度135℃,介质为易燃有毒工况,其主要受压元件材质为SB-265 Gr.2,其焊接及制造过程中,有颇多要点须予以特别关注。

替代无缝钛管的焊接钛管应用性能研究

研究了焊接钛管的胀接性能、承压能力、振动抗疲劳等应用性能,并与同管径的无缝钛管应用性能进行了对比。结果表明:采用同样的胀接压力的情况下,钛焊管的拉脱力高于无缝钛管;耐压试验,打压至压力容器最高设计压力35 MPa,保压3 min,钛焊管和无缝管均未发生破裂;振动试验,钛焊管和钛无缝管在同等条件下,均未发生振动疲劳破坏。

核电冷凝器Gr2钛焊接管专用带材研究

Gr2钛焊接管是核电站以海水为交换介质冷凝器的关键部件,由于其加工和使用的特殊性,普通Gr2钛带不能满足其制造要求,而专用Gr2钛带的制造技术由少数几个国家所垄断,只能长期依赖于进口。文章从Gr2钛焊接管的制造工艺及使用要求入手,深入研究、分析用于制造焊接管的Gr2钛带最佳力学性能指标,并通过控制其化学成份,获得期望的性能。

钛合金焊接件疲劳特性评估的当量K_t法

针对先进飞机结构广泛采用的钛合金焊接结构 ,提出了描述焊接件疲劳特性的当量理论应力集中系数Kt(Kte)的概念 ;建立了以钛合金材料疲劳性能为基础 ,通过一组谱载下钛合金焊接件疲劳试验来确定Kte的技术途径 .

钛及钛合金与钢焊接的问题及研究现状

钛-钢异种金属结构在航天、航空及化学工业领域具有广阔的应用前景，但二者的连接问题，是其能否得到实际应用的关键。本文就钛与钢焊接的问题及国内外研究现状作了简要的概述和分析，并指出了有待深入研究的问题。

钛合金激光焊接过程中气体保护问题的研究

研究了钛合金焊接所存在的主要缺陷及引起缺陷的原因;分析了大气中的氢、氧、氮对焊缝质量的影响及钛合金激光焊接过程中气体保护的必要性;重点研究了气体保护装置的设计及其使用。根据钛合金焊接温度场模拟,选择了安全的温度区间,结合温度场的影响,分析了各工艺参数对焊接质量的影响。

钛/铜异种金属电弧焊焊接接头界面组织与力学性能

为推动钛/铜异种金属焊接结构的广泛应用,利用常规的钨极氩弧焊进行了TA2纯钛和T2紫铜异种金属对接焊,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对所获得的钛/铜焊接接头微观组织进行了分析。结果表明:钛/铜异种金属焊接接头界面反应层生成了厚约50μm的金属间化合物,该金属间化合物层由钛侧条棒状金属间化合物CuTi、中间层块状和枝晶状金属间化合物Cu2Ti、沿着枝晶状化合物Cu2Ti边缘分布的化合物Cu4Ti3组成。合金元素Ti向焊缝金属中的溶解和扩散量极少,钛/铜焊接接头界面反应层化合物形成以液相扩散反应为主。拉伸试验表明焊接接头的抗拉强度达到了171 MPa,接头断裂于邻近钛母材侧的金属间化合物层,断口属典型的脆性解理断裂。

大型钛材焊接结构高速鼓风机双吸叶轮的研制

结合大型钛材铸焊结构高速鼓风机叶轮的研制 ,阐述了其叶轮的制造工艺特点。

双重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响

为了解决TC21钛合金电子束焊接接头脆性较大的问题,提高其电子束焊接接头的冲击韧性,对TC21钛合金电子束焊接接头进行热处理研究和其接头组织性能的分析。研究表明,TC21钛合金电子束焊接接头经双重退火热处理后具有良好的综合性能,即具有较好的强度和断后伸长率,冲击韧性达到母材的58%;接头经双重退火后,焊缝α′相发生分解,生成α相和β相。

钛合金焊接接头组织性能研究进展

钛合金焊接在航天、海洋、化工等众多领域广泛运用,如何优化钛合金焊接接头组织、成分及分布,提高焊接质量成为人们关注的焦点。总结了不同热处理和填充物对钛合金焊接接头组织和性能的影响:焊后热处理可以稳定组织和调整相的尺寸及分布,提高焊接接头的强度或塑性;合适的填充焊丝和焊缝中焊丝所占的比例,可以在保证接头强度的同时改善其塑性和冲击韧性。最后展望了钛合金焊接和填充物的研究方向。

TC4钛合金焊接结构连续非线性疲劳损伤

文中从TC4焊接结构在船舶舰艇领域的使用特性出发,根据第四强度理论对现有的连续非线性损伤模型进行修正,提出更符合工程实际的非线性损伤模型,并根据疲劳试验数据测算出其模型参数.然后通过疲劳卸载试样SEM观察分析,验证所修正的损伤模型.再通过非线性损伤修正模型和线性损伤模型及试验数据的对比.结果表明,线性损伤模型在中小载荷下的寿命相对保守,而非线性损伤模型则更接近试验值,证明了修正模型的工程应用价值.

基于专利角度分析钛合金焊接技术发展现状

为更好地了解与掌握我国钛合金焊接技术发展现状与研究动向,使用专利检索与分析系统并结合网络学术平台检索“钛合金焊接”关键词,对钛合金焊接技术专利年度申请量变化、领域衍变趋势、申请人及区域进行了统计分析,同时对钛合金焊接保护装置,以及钛合金与不锈钢、铜及铜合金等异种材料焊接的重点专利进行了阐述。经统计表明,钛合金焊接技术专利年度申请量增加趋势明显,涉及的技术领域由最初的B部增加到A、B、C、E、F、G、H等多部。钛合金与异种材料的焊接技术已经成为研究热点,其与不锈钢、铜及铜合金焊接专利件数较多,技术相对成熟,但与其他材料的焊接专利申请量较少,尤其是与非金属材料的焊接。

氢致TA10钛合金焊接接头拉伸性能演变

钛合金焊接件低氢浓度下常发生氢脆失效,文中研究了充氢量对钛合金焊接接头拉伸性能的影响规律及其作用机制.结果表明,随充氢量增加,室温强度明显提升,而塑性指标显著恶化.充氢0.05%(质量分数)时,固溶氢对组织强化效果有限,抗拉强度略有增加;固溶氢降低了溶质原子对位错运动“钉扎”作用,屈服强度下降;固溶氢仅依靠扩散聚集,致局部微区氢浓度增加,其对塑性影响不大.充氢0.12%后,氢化物“钉扎”作用加强,氢致位错交叉滑移更为困难,室温强度显著增加;脆性氢化物自身断裂、析出特征或加速与基体分离,致塑性显著下降.未充氢或0.05%H时,焊接接头发生韧性断裂;充氢0.12%后,以脆性断裂为主;固溶氢、氢化物对断裂方式转变产生直接影响.