张跃龙 孔谅 牟刚 李芳 成家林 李亚军 华学明 王敏

摘要：钛及钛合金厚壁焊管是海水淡化和海洋工程等行业的主要部件。采用前置直流等离子填丝+后置脉冲TIG电弧的双枪焊法，无耦合的等离子焊+TIG焊形式利用等离子弧焊与TIG焊的优点实现了大口径壁厚4 mm的TA1焊接钛管的优质、穩定焊接。结果表明，随着等离子气体流量的增加，直流等离子填丝焊的熔深增加，厚壁钛管全熔透;后置TIG电弧对已形成焊缝进行重熔，TIG焊脉冲频率的增加可以降低焊缝晶粒尺寸，提高接头性能，并对前置等离子填丝焊过程出现的咬边等缺陷具有较好的修复作用。本方法不但扩大了焊缝成形的工艺窗口，而且焊接过程稳定，接头抗拉强度达到354 MPa，经实际生产验证，实现了厚壁焊接钛管的低成本优质焊接生产。

关键词：厚壁焊接钛管;等离子填丝焊;脉冲TIG焊;焊缝成形;接头组织和性能

中图分类号：TG456.9      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）03-0027-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.03.05

0    前言

钛及钛合金的厚壁焊管是海水淡化、海洋工程和化学工业等行业的主要部件。在厚壁焊管生产过程中，传统的钨极氩弧焊（TIG）、熔化极惰性气体保护焊（MIG）等焊接方法因焊接速度较低，焊缝高温停留的时间较长，造成焊接区晶粒有明显的长大倾向，因此焊接接头的综合力学性能有所下降，从而影响焊接质量，已不能适应大型化工及海洋装备市场快速发展的要求。

等离子焊接具有电弧温度高、能量密度大、穿透力强、焊接速度快以及热影响区小等优点，已广泛应用于钛及钛合金、低碳钢、不锈钢等金属的焊接[1]。……