如何进行TA0/16MnR钛钢复合板容器主焊缝的焊接

    (1)工况  由于纯钛耐蚀性远超奥氏体不锈钢，故一些原以超低碳不锈钢316L制作的容器纷纷改用钛材，本例的醋酸母液贮罐就是其中之一。但由于钛材价昂，采用钛钢复合板更合理。该容器规格为Φ400mm×9600mm×14mm(2mm TA0 +12mm16MnR)，介质为醋酸和水，按GB/T150-1998《钢制压力容器》、GB/T 13149-1991《钛及钛合金复合板焊接技术条件》、JB/T 4745-2002《钛制焊接容器》及《压力容器安金技术监察规程》要求制造和验收。

   (2)焊接性分析及焊接接头设计  由于无法采用直接相焊法，故如何设计焊接接头非常关键。本例接头设计如图11-46所示。其中图11-46a所示是在对接接头上加钛盖板，基层与钛盖板之间还须加钛板或铜板垫平；图11-46b是角接接头采用内盖半圆钛管的工艺，可用于锥体和上封头结构中。两种接头的强度都要依赖基层焊缝来承受，钛盖板或半圆钛管目的只是隔离腐蚀性介质与基体材料的接触。

    图11-46    钛钢复合板的焊接接头设计

   a)对接接头b）角接接头

   (3)焊接工艺

    焊前准备：①保护罩准备：钛的吸气性使保护罩显得比其他活泼金属的TIG焊更为重要，本例按容器不同焊接位置，制作了不同保护罩，其中A、B类焊缝保护罩如图11-47所示，可保证喷出的气流为层流；②工作场所必须清洁、无任何污染。焊接区以不锈钢丝轮打磨光亮后，再以丙酮擦洗，并经铁离子污染试验合格后方可施焊；③焊接材料选择：不建议以母材窄条作焊丝，而应选择专用纯钛焊丝，且焊前应经酸洗，酸洗净焊丝放保温箱随用随取，使用时再以白绸渗入丙酮后擦洗焊丝表面。

    图11-47    A、B类焊缝保护罩结构示意图

   (4)焊接工艺评定：试板厚3mm，开70°V形坡口，焊接参数见表11-88。

    表11-88    δ3mmTA0试板对接接头焊接参数

   (5)产品焊接  先以SMAW焊碳钢基层A、B类焊缝，控制层温不过高，以免其热影响区温度影响覆层钛板。然后再焊钛盖板，按焊接工艺评定制订参数对盖板两侧角焊缝各焊2道，第1道为自熔焊，第2道为填丝焊。

   (6)结果评定  以上述工艺焊接的150m以上A、B类焊缝均合格，容器经水压试验和热气循环试验合格，氦质谱检漏未发现缺陷和漏点，表明焊接成功。

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