２）当 钛 焊 缝 中 含 氧 、氮 较 高 时 ，焊 缝 或 热 影 响 区 变 脆 ，在 较 大 应 力 作 用 下 ，会 出 现 裂 纹 ；同 时 ，如 果 焊 丝和母材中存在裂 纹 和 夹 层 时，可 能 会 在 这 些 裂 纹 和夹层中存在大 量 有 害 杂 质，也 会 引 起 热 裂 纹。 为 了防止产生裂纹，必 须 减 少 焊 接 接 头 中 的 扩 散 氢 含 量 ，同 时 确 保 焊 丝 的 质 量 。
２ 焊 前 准 备 钛 （ＴＡ２）复 层 的 焊 前 清 理 是 一 项 非 常 重 要 的 工
作环节，一旦采用由 于 清 理 不 彻 底 而 造 成 污 染 的 钛 材 及 焊 接 材 料 ，其 焊 接 质 量 是 难 以 保 证 的 。 因 此 ，应 特别做好钛钢（ＴＡ２／Ｑ２３５－Ｂ）复 合 板 的 焊 前 准 备 工 作。
随着工业技术的发展和节能减排意识的提高， 火电厂烟 气 湿 法 脱 硫 系 统 成 为 国 家 的 重 点 环 保 系 统。但是经脱硫系统处理后的烟气在排放过程中处 于 低 热 、湿 重 状 态 ，并 含 有 未 处 理 干 净 的 硫 化 物 分 子 存 在 ，对 烟 囱 钢 内 筒 具 有 很 大 的 腐 蚀 性 。 因 此 ，大 部 分火电厂烟囱钢内筒采用高耐腐蚀性和具有良好塑 韧性的钛钢复合板。使用复合板可节省大量的钛或 非铁等贵金属材 料，可 以 节 约 能 源、降 低 工 程 成 本， 具有很大的经济价值。
３）气孔是钛 板 焊 接 时 最 常 见 的 焊 接 质 量 缺 陷， 钛板的焊接气孔主要出现在焊缝中部和熔合线的边 缘。气孔产 生 的 原 因 主 要 是 焊 接 区 及 对 接 端 面 被 水 、油 脂 等 污 染 所 致 。 所 以 在 钛 板 焊 接 前 ，必 须 做 好 钛 板 坡 口 、钛 填 条 、钛 焊 丝 的 清 理 和 焊 接 过 程 中 的 防 护工作。
宋 爱 平 ：钛 钢 复 合 板 焊 接 技 术
钛钢复合板焊接技术
宋爱平
（甘 肃 第 一 建 设 集 团 有 限 责 任 公 司 ，兰 州 ７３００６０）
摘 要：由于在钛钢复合板焊接时，容易引起复层钛 板 与 基 层 碳 钢 互 熔 的 现 象，所 产 生 的 中 间 化 合 物 是 脆 性 组 织， 破坏和改变了原有金属晶格，二者不具有良好的异种 金 属 的 焊 接 性，所 以 在 接 头 设 计 及 技 术 措 施 制 定 中 都 需 要 采 取特殊的施工方法，从而保证钛钢复合板的焊接质量满足设计要求。结合火电厂 烟 囱 内 筒 钛 钢 复 合 板 的 焊 接 试 验 研 究 与 施 工 过 程 控 制 ，对 该 焊 接 技 术 进 行 了 较 为 系 统 的 介 绍 。 关 键 词 ：钛 钢 复 合 板 ；焊 接 ；技 术 措 施
构 件 拼 装 后 ，首 先 焊 接 基 层 ，采 用 半 自 动 熔 化 极 氩弧焊进行基 层 打 底，焊 缝 余 高 不 得 超 过１．２ｍｍ， 以方便钛 填 条 的 嵌 入 和 搭 接。 用 ＣＯ２ 气 体 保 护 半 自动焊对基层进行 填 充 和 盖 面 时，要 严 格 控 制 焊 接 热输入，防止焊 接 变 形 及 焊 口 污 染。 基 层 的 焊 接 参 数如表１所示。
分层多遍进行填充及盖面。半自动熔化极氩弧焊飞 溅小，焊接速度快，焊 接 质 量 稳 定，可 以 有 效 地 防 止 出 现 铁 离 子 污 染 复 层 的 现 象 ，降 低 清 理 工 作 的 难 度 ， 保证焊接质量；ＣＯ２ 气 体 保 护 半 自 动 焊 分 层 多 遍 对 基层进行焊接，能够 很 好 地 控 制 焊 接 热 输 入 和 焊 接 变 形 ，并 且 可 提 高 焊 接 效 率 ，确 保 焊 接 质 量 。 ３．２ 焊 接 顺 序
先进行基层 Ｑ２３５－Ｂ 钢板的点焊和焊接。 焊 接 完成，经质量检验 合 格 后，再 进 行 钛 填 条 与 钛 复 层、 钛盖板与钛复层的点焊和焊接。 ３．３ 焊 接 工 艺 参 数 ３．３．１ 定 位 焊
定位焊与最终焊接采用相同的焊接材料及焊接 工艺，均采用熔 化 极 氩 弧 焊。 定 位 焊 后 应 检 查 拼 装 间隙、错边量及 定 位 焊 缝 质 量。 基 层 定 位 焊 缝 的 间 距 ２００～３００ ｍｍ，每 段 定 位 焊 缝 长 度 为 １０～２０ ｍｍ；钛填条 焊 件 组 对 时 的 定 位 焊 缝 应 有 合 适 的 间 距 和 长 度 ，并 且 应 相 互 错 开 ；钛 盖 板 与 复 层 定 位 焊 缝 的 间 距 ８０～１００ ｍｍ，每 段 定 位 焊 缝 长 度 为 ５ ｍｍ。 ３．３．２ 基层 Ｑ２３５－Ｂ 钢板的焊接
２）钛 填 条、钛 盖 板 需 要 采 用 酸 洗 液 进 行 清 洗。 酸 洗 后 必 须 用 清 水 冲 洗 ，然 后 烘 干 ；酸 洗 至 焊 接 的 时 间一般不超 过 ２ｈ。 另 外，应 确 保 钛 填 条 及 钛 盖 板 酸洗后不受二次污染。
３）为 了 保 证 焊 接 质 量，避 免 Ｑ２３５－Ｂ 基 板 焊 接 中污染钛板，钛复合层接头采用搭接接头［４］，其 接 头 形 式 见 图 １。
１ 焊 接 性 能 分 析 钛 钢 复 合 板 是 由 碳 素 钢 为 基 层，工 业 纯 钛 为 复
作 者 ：宋 爱 平 ，男 ，１９８１ 年 出 生 ，工 程 师 。 Ｅｍａｉｌ：ｓａｐ２００７＠１２６．ｃｏｍ 收稿日期：２０１１ －１２ －２７
Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２０１２ （７），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１６１
本公司 承 接 了 某 电 厂 一 期 ２×３６０ ＭＷ 工 程 ２１０ｍ（内 径 ８ ｍ）烟 囱 钢 内 筒 的 制 作 及 安 装 任 务。 该工程烟囱内筒筒 体、烟 道 口 及 直 接 与 烟 气 接 触 的 构件均采用钛钢复 合 材 料，其 中 筒 体 板 为 钛 钢 复 合 板（Ｂ２），基 层 为 Ｑ２３５－Ｂ 钢 板 （厚 度 为 １６ ｍｍ 和 １２ｍｍ），复层为１．２ｍｍ 钛 板（ＴＡ２）［１］。 复 层 钛 材 的焊接成为该烟囱钢内筒焊接的关键技术。本文介 绍２１０ｍ 烟 囱 内 筒 钛 钢 复 合 板 焊 接 技 术 及 焊 接 质 量控制要点。
表１ 基层 Ｑ２３５－Ｂ钢板的焊接参数
焊材型号 项目
及规格
电弧 电 压／
Ｖ
焊接 电 流／
Ａ
气体 焊 接 速 度／
流 量／ （ｍｍ·ｍｉｎ－１）
（Ｌ·ｍｉｎ－１）
打底 ＴＡ２，１．２ １６～２３ １００～１１５ １０～１４ ８０～１００
填充 ＥＲ５０－６，１．２ １６～２５ １２０～１６０ １５～２０ １２５～１８０
层 ，以 爆 炸 、轧 制 等 方 法 制 成 的 双 金 属 复 合 板 。 钛 钢 复合板的基层主要满足焊接结构设计的强度和刚度 要求，而复 层 则 满 足 耐 腐 蚀 性 等 特 殊 性 能 的 要 求。 因 基 层 与 复 层 在 化 学 成 分 、金 相 组 织 、物 理 性 能 等 方 面 差 别 很 大 ，这 些 差 异 大 大 增 加 了 焊 接 难 度 。 另 外 ， 钛钢复合板焊接时，容 易 引 起 复 层 钛 板 与 基 层 碳 钢 互 熔 现 象 ，所 产 生 的 中 间 化 合 物 是 脆 性 组 织 ，破 坏 和 改变了原有金属晶 格，二 者 不 具 有 良 好 的 异 种 金 属 焊接性。所以，焊接 时 应 对 基 层 和 复 层 分 别 进 行 焊 接。碳钢 的 焊 接 性 非 常 优 良，具 体 焊 接 要 求 参 照 ＪＧＪ ８１－２００２《建 筑 钢 结 构 焊 接 技 术 规 程 》［２］执 行， 不再叙述。钛板的 焊 接 考 虑 到 防 止 钛 过 热、现 场 工 作环境及钛材怕污 染 等 特 性，选 用 熔 化 极 氩 弧 焊 半 自 动 焊 接 技 术 。 另 外 ，在 焊 接 过 程 中 ，如 何 控 制 焊 接 热输入，防止 由 于 基 层 Ｑ２３５－Ｂ 钢 板 的 焊 接 而 导 致 复层 ＴＡ２钛板 过 热、氧 化 以 及 如 何 加 强 ＴＡ２ 钛 复 合层焊接时的保护是钛钢复合板焊接的难点。钛钢 复合板在焊接过程中需要注意几个问题：
ＷＥＬＤＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＯＦ ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＳＴＥＥＬ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ ＰＬＡＴＥ
Ｓｏｎｇ Ａｉｐｉｎｇ （Ｇａｎｓｕ Ｎｏ．１Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ ｅａｓｉｌｙ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｍｕｔｕａｌ ｍｅｌｔｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｐｌａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｓｔｅｅｌ， ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｒｅ ｂｒｉｔｔｌｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｄａｍａｇｅ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｍｅｔａｌ ｌａｔｔｉｃｅ，ｔｈｅ ｔｗｏ ｄｏ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｍｅｔａｌｓ，ｓｏ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｏ ｔａｋｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｕｓ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｃｈｉｍｎｅｙ ｉｎｎｅｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ，ｔｈｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ；ｗｅｌｄｉｎｇ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ