钛管与钛钢复合管板胀接工艺及采用手工钨极氩弧焊的焊接工艺。并经液氨致冷器的制造实践证明，钛管与钛钢复合管板在选择合理的制造工艺的前提下，可以获得优质的焊缝，同时为钛及钛钢复合板换热设备的制造积累了一定的经验。
 

钛管和钛钢复合管板的制造技术浅析
 

    工艺性试验及焊接工艺评定钛是一种活性元素，常温下能与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。在540“C以上生成的氧化膜则不致密。高温下钛与氧、氮、氢反应速度较快，易生成脆性物质，使焊接性极差，因此为了保证钛管和钛钢复合管板的焊接质量，我们从材料及设备结构方面入手，经过工艺性试验及焊接工艺评定，得到了一些数据。

    钛钢复合管板和钛管束采用先胀后焊的制造工艺，为保证产品制造质量，我们作了以下的工艺性试验。

    管板与管束胀接的工艺试验该外冷器要求先胀后焊，强度由胀接来保证，焊接主要起密封作用。为了保证胀接的强度我们进行了管板与管束胀接的工艺试验。

    在胀管试验后，我们用测定压脱力的方法检验了胀接质量，确定了胀接次数和胀接力等工艺参数，确保胀管率在15?20°%范围内，满足了设计的要求。

    钛管束与管板焊接位置选择试验。

    通过焊接试验发现：当钛管束与管板采用全位置焊接时，需用充氩保护拖罩跟踪保护管头受热区，所以焊接管束时需二人操作，且应密切配合，一旦配合不好，易使管头氧化变色，影响焊接质量。而在水平位置焊接时，在充氩保护罩内焊接管头，不但保护效果好，能保证焊接质量；而且操作方便，只要一人操作即可，一次充氩保护可焊十多个管头，大大加快了焊接进度。我厂厂房内有地坑，具备水平位置焊接条件，所以外冷器的钛管束采用水平位置施焊是最佳的焊接位置。

    钛与氧有极强的亲和力，在常温下能生成致密的氧化薄膜，这层氧化膜是施行焊接的严重障碍，我们对氧化严重的钛管进行了焊接，发现将引起十分严重的裂纹。试验证明在焊前对焊缝表面氧化膜必须进行严格的清理和处理，杜绝有害杂质的来源。

    在穿管前用丙酮仔细清理管孔内油污、脏物后再装管。

    与管束焊接前应对被焊区域进行机械清理（用直径为0.1mm奥氏体不锈钢丝刷去除待焊表面氧化层）、脱脂（用丙酮擦洗），用白绸布检查不变色，合格后方可焊接管束，焊接暂停时和非焊接区需用白绸布复盖，严禁灰尘污物落入焊接区。

    对钛管的清理，视钛管表面质量而定，表面氧化不严重的钛管，管外表面特别是管端100mm处，用丙酮洗干净后穿管，焊接前再次用丙酮抹洗管头及管内孔。

    表面氧化严重的钛管，穿管前两端100mm处必须进行酸洗处理，酸洗配方为：

    HF:HNO3:氏0=5:20:75（体积比）

    温度为室温，酸洗时间为2?5分钟，酸洗后立即用清水冲抹干净，不能残留酸液。钛管端酸洗后呈银白色。

    在上述工艺性试验和焊接工艺评定的基础上，我们基本摸清了钛管束焊接的特点，并确定了管束的制造工艺：即钛管束先胀后焊，且采用水平位置焊接的工艺。

    为控制焊接变形，加强对钛焊件的冷却，提高保护效果，钛管束焊接时，管内塞紫铜堵。

    采用手工钨极氩弧焊接工艺，选择合理的焊接规范，彻底清理管板和管端氧化膜及杂物，在有可靠的保护条件下（制作合适的保护罩），钛管和钛钢复合管板的焊接接头可以得到满意的质量。