[发明专利]一种钛合金管道全位置等离子焊接工艺

权利要求书

1.一种钛合金管道全位置等离子焊接工艺，用于对材料为TA2、TC4，壁厚9毫米至16毫米，管径108毫米以上的钛合金管道进行焊接，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对所述管道进行焊前处理，且需要对所述管道进行开坡处理；

S2：装夹所述管道；

S3：设定焊接参数；

S4：开始焊接；

所述焊接参数包括：

内窥背面成型保护系统参数：设置内窥气体保护装置的旋转运动速度与气体保护流量，在焊接时与等离子焊枪同步运动，对焊缝背面成形进行气体保护；

焊枪摆动装置参数：设置焊枪摆角参数，焊接时可以随时根据需要改变焊枪与管道切平面的角度；

电弧AVC跟踪系统参数：设置在焊接过程中对电弧高度进行反馈调节参数，维持电弧稳定；

焊接保护拖罩：设置拖罩内保护气体流量，在焊接过程中可以保护处于高温状态的焊接接头；

送丝装置：设置独立送丝机构的送丝参数，可实现在焊接过程中有无填丝两种模式下的焊接；

电弧摆动幅值：设置电弧摆动角度可在填丝焊的过程中使液态金属均匀的展开，以填充到整个焊口，使焊缝成形良好；

其中，所述钛合金管道全位置等离子焊接工艺包括打底焊、填充焊和盖面焊，所述打底焊需要设定的参数包括焊接起始位置、焊枪倾角、脉冲基值电流、峰值电流、脉冲频率、离子气流量、占空比、保护气体流量、拖罩气流量、背保护气流量和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夹角为焊接管道径向平面内熔池与管道圆心所在直线与12点钟方向的夹角；所述焊枪倾角∣β∣＜15°；所述脉冲基值电流40～210A，所述峰值电流150～420A，所述脉冲频率1～100Hz，所述离子气流量1～10L/min，所述占空比10～90％，所述保护气体流量10～35L/min，所述拖罩气流量25～95L/min，所述背保护气流量25～85L/min，所述焊接速度70～300mm/min；

所述填充焊和盖面焊需要设定的参数包括焊接起始位置、焊枪倾角、填充丝位置、脉冲基值电流、峰值电流、脉冲频率、保护气体流量、占空比、离子气流量、拖罩气流量、背保护气流量、送丝速度、焊丝直径、焊枪摆动幅度和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夹角为焊接管道径向平面内熔池与管道圆心所在直线与12点钟方向的夹角；所述焊枪倾角∣β∣＜15°；所述填充丝位置45°＜∣γ∣＜75°，所述填充丝位置的夹角为焊接管道径向平面内焊枪所在直线相对于焊丝末端所在直线的夹角；所述脉冲基值电流40～110A，所述峰值电流80～420A，所述脉冲频率1～100Hz，所述保护气体流量1～25L/min，所述占空比10～90％，所述离子气流量1～10L/min，所述拖罩气流量25～95L/min，所述背保护气流量10～35L/min，所述送丝速度0～4000mm/min，所述焊丝直径为0.8～1.4mm，所述焊枪摆动幅度为：-25mm～+25mm，所述焊接速度70～300mm/min。

2.根据权利要求1所述的钛合金管道全位置等离子焊接工艺，其特征在于，所述焊前处理包括打磨、清洗和擦拭，打磨的轴向长度为30毫米至50毫米，且所述管道的端口也需要打磨，然后对打磨过的部位进行清洗，清洗后的所述管道用丙酮擦拭。

3.根据权利要求2所述的钛合金管道全位置等离子焊接工艺，其特征在于，打磨时需将所述管道打磨至出现金属光泽。

4.根据权利要求1所述的钛合金管道全位置等离子焊接工艺，其特征在于，在安装所述管道时，需要焊接的两个所述管道之间的距离b＜0.5毫米。

5.根据权利要求1所述的钛合金管道全位置等离子焊接工艺，其特征在于，所述钛合金管道全位置等离子焊接工艺还包括预实验，所述预实验用于测定穿孔型等离子弧的最低穿孔电压。

6.一种钛合金管道全位置等离子焊接工艺，用于对材料为TA2、TC4，壁厚3毫米至9毫米，管径108毫米以上的钛合金管道进行焊接，所述管道运用小孔型工艺一次焊接成形，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对所述管道进行焊前处理；

S2：装夹所述管道；

S3：设定焊接参数；

S4：开始焊接；

所述焊接参数包括：

内窥背面成型保护系统参数：设置内窥气体保护装置的旋转运动速度与气体保护流量，在焊接时与等离子焊枪同步运动，对焊缝背面成形进行气体保护；

焊枪摆动装置参数：设置焊枪摆角参数，焊接时可以随时根据需要改变焊枪与管道切平面的角度；

电弧AVC跟踪系统参数：设置在焊接过程中对电弧高度进行反馈调节参数，维持电弧稳定；

焊接保护拖罩：设置拖罩内保护气体流量，在焊接过程中可以保护处于高温状态的焊接接头；

送丝装置：设置独立送丝机构的送丝参数，可实现在焊接过程中有无填丝两种模式下的焊接；

电弧摆动幅值：设置电弧摆动角度可在填丝焊的过程中使液态金属均匀的展开，以填充到整个焊口，使焊缝成形良好；

其中，所述小孔型工艺需要设定的参数包括焊接起始位置、焊枪倾角、脉冲基值电流、峰值电流、脉冲频率、离子气流量、占空比、保护气体流量、拖罩气流量、背保护气流量和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夹角为焊接管道径向平面内熔池与管道圆心所在直线与12点钟方向的夹角；所述焊枪倾角∣β∣＜15°；所述脉冲基值电流40～210A，所述峰值电流150～420A，所述脉冲频率1～100Hz，所述离子气流量1～10L/min，所述占空比10～90％，所述保护气体流量10～35L/min，所述拖罩气流量25～95L/min，所述背保护气流量25～85L/min，所述焊接速度70～300mm/min。