鈦合金焊接接頭的外觀質量控制

魏侃++石養鑫++樊戰平

【摘 要】鈦合金焊接接頭的外觀質量檢驗是最大程度減少焊縫返修的重要保障。論文主要闡述了鈦合金焊接接頭的外觀質量檢驗方法，對焊縫外觀質量及焊縫幾何尺寸的檢驗方法、內窺鏡檢驗進行了具體介紹。

【Abstract】Appearance quality control of Titanium alloy welded joints is the important safeguards for reducing the weld line reworking. This paper mainly describes the appearance quality test method of titanium alloy welded joint， and introduces the inspection method and endoscopic examination of the appearance quality and weld geometry.

【關鍵詞】焊接接頭；目視檢驗；焊接檢驗

【Keywords】welded joint； visual inspection ；welding inspection

【中圖分類號】TG407 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0186-02

1 引言

鈦合金焊接接頭的外觀質量檢驗是最大程度減少焊縫返修的第一道屏蔽墻，焊縫返修會大大增大產品的質量成本，經相關統計研究顯示：手工焊返修質量成本等于20倍的無返修情況質量成本，自動焊返修質量成本等于50倍的無返修情況質量成本。減少焊接接頭的返修是降低成本和保證工期的有力措施。焊接接頭的外觀質量檢驗一般在無損檢測和強度試驗之前進行，檢查時應將焊縫表面妨礙檢查的渣皮和飛濺物等清理干凈，檢查的項目包括表面缺陷、焊縫尺寸、幾何形狀等內容。對接焊縫幾何形狀的參數有焊縫寬度、余高、熔深[1]。

2 檢驗人員資質及焊接設備

從事焊接接頭檢驗的人員及焊接設備均應符合行業相關法規及技術要求，檢驗人員用肉眼或其他目視檢測方法借助相關檢驗設備和儀器完成對鈦材焊接接頭表面情況的評價和分析。

3 焊前檢驗

①焊接前母材及坡口處，采用目視檢測及無損檢測進行100%檢測。②操作者在焊接之前應檢查施焊件的坡口質量，用丙酮清理焊縫坡口及焊縫兩側50mm焊縫熱影響區，確保該區域無雜物、油跡及鐵離子污染。焊縫點焊時，點焊處不允許有表面缺陷及氧化現象，并盡量使其外形不要有明顯凸出、凹坑現象。焊絲在使用前應用丙酮擦洗以確保焊絲表面清潔，擦拭后的焊絲放置在專用的焊絲筒中以防止焊絲空氣浮塵中的鐵離子污染。焊工在施焊前，先檢查焊機運行情況，保證焊機運行正常，焊接保護氣體滿足焊接要求[2-3]。③如果零部件在裝配尺寸方面的問題，焊接過程將很難有效地糾正這類偏差，則焊前應考慮焊件的焊后變形情況，提前做反變形處理，以得到符合規范的焊接接頭。

4 焊中檢驗

①產品焊接過程，首先應檢查確認焊接工藝是否滿足要求，包括焊接材料，焊接方法，預熱及層間溫度以及施焊方法的選擇等。②焊接過程中焊接次序的控制應為鈦合金焊接接頭控制的重要內容，對于特殊的、重要的、易產生焊后變形的材料或結構件，應在工藝文件中注明施焊順序，實現對焊接過程的控制及指導焊工操作，保證焊縫質量滿足規范的要求。③焊接過程中最重要的是除了嚴格按照焊接工藝規范進行焊接外，還要嚴格控制焊接過程中的層間溫度，對于鈦合金的焊接，一定要將層間溫度控制在60℃以下，確保焊縫內部質量[2-3]。

5 焊縫質量檢驗

5.1 檢驗標準

具體焊縫檢驗標準嚴格按圖紙要求和合同要求檢驗執行。

5.2 檢驗方式

5.2.1 外觀檢測

鈦材焊接接頭表面顏色的檢驗為焊接接頭檢驗首要控制點。焊接接頭表面呈銀白色、金黃色為合格。藍色、紫色、灰色等其他顏色均為不合格，表面均需要處理或者返修。

5.2.2 焊縫的外觀質量

首先應無焊接變形，工件焊接后一般都會產生變形，如果變形量超過允許值，就會影響使用。再者要控制錯邊量和焊縫余高，不能超過相關標準的允差范圍。鈦合金焊縫表面應無焊渣、飛濺、裂紋、焊瘤、未焊透、咬邊、多余凸面（角焊）、成型不良、錯邊、燒穿、電弧擊傷、塌陷、氣孔、夾渣等肉眼可見缺陷[2-3]。

6 焊縫尺寸檢驗測量方法

焊縫檢驗主要檢驗工具為經過計量合格的鋼卷尺和焊接檢驗尺。下面主要介紹焊接檢驗尺的具體測量方法。焊接檢驗尺主要由主尺、高度尺、咬邊深度尺和多用尺四部分組成。焊接檢驗尺如圖1所示。圖2～圖5主要介紹焊接接頭的焊縫余高﹑焊后錯邊量﹑角接接頭焊縫厚度測量等典型焊接接頭幾何尺寸的測量。

寬度測量﹑焊腳測量﹑焊縫厚度測量﹑咬邊深度測量﹑角度測量﹑間隙測量等均可用焊縫檢驗尺進行測量，其中焊縫寬度測量亦可采用游標卡尺進行測量。

7 工業視頻內窺鏡在鈦合金焊接接頭中的應用

由于結構原因，有些部位的焊接接頭無法進行直接目視檢測，為了保證焊縫質量，必須借助一些其他手段進行檢測，如工業視頻內窺鏡。如圖5所示為φ25mm鈦管對接焊縫，采用工業視頻內窺鏡對鈦材焊接接頭背部焊縫的檢驗。通過內窺鏡檢測技術實現內部結構和內表面形態檢測，它是產品質量控制最有效的手段之一。在控制鈦合金焊接接頭背部質量及角焊縫的焊接質量起到非常有效的作用 。

8 結語

近年來鈦材在各個行業的作用越來越顯著，鈦制壓力容器及壓力管道廣泛應用于石油、化工、航空航天、核電工程、環保工程、海洋工程等領域，鈦成型焊縫成為其主要構成部分，其外觀質量是保證產品質量的極其重要的內容。對外觀質量不合格的焊縫，應及時進行返修處理，返修后重新進行檢查。論文闡述了鈦焊縫的外觀檢驗方法，為后續的檢測方法提供依據，保證后續工序的順利進行。也希望對同行業相關人員有一定的幫助。

【參考文獻】

【1】全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.鈦制焊接容器[M].北京：中國標準出版社，2002.

【2】全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.熱交換器[M].北京：中國標準出版社，2014.

【3】全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.壓力容器[M].北京：中國標準出版社，2011.