TC4鈦合金（Ti-6Al-4V）因其高強(qiáng)度、優(yōu)異的耐腐蝕性和良好的焊接性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、化工容器及海洋工程等領(lǐng)域。現(xiàn)場(chǎng)施工中的環(huán)縫自動(dòng)焊技術(shù)對(duì)保證TC4鈦板焊接質(zhì)量至關(guān)重要，以下從工藝要點(diǎn)、設(shè)備選型和注意事項(xiàng)三方面展開(kāi)分析。
一、工藝要點(diǎn)
- 焊前準(zhǔn)備：TC4鈦板焊接前需嚴(yán)格清理坡口及兩側(cè)區(qū)域，去除油污、氧化膜，通常采用不銹鋼絲刷或化學(xué)清洗法，避免碳、氫等雜質(zhì)引入。
- 氣體保護(hù)：鈦合金高溫下易與氧、氮反應(yīng)，須采用高純度氬氣（≥99.999%）進(jìn)行正面與背面雙重保護(hù)，保護(hù)罩需緊密貼合焊縫，確保400℃以上區(qū)域與空氣隔絕。
- 焊接參數(shù)：自動(dòng)焊宜選用小熱輸入工藝，典型參數(shù)為電流80-150A、電壓10-15V、焊接速度5-15cm/min，具體需根據(jù)板厚（常見(jiàn)為3-20mm）調(diào)整，層間溫度控制在150℃以下。
二、設(shè)備選型
- 焊接電源：推薦數(shù)字化脈沖MIG/TIG焊機(jī)，具備精確的波形控制功能，可減少熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大。
- 自動(dòng)化系統(tǒng)：采用環(huán)形軌道式焊接小車(chē)或機(jī)器人系統(tǒng)，搭配伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)勻速回轉(zhuǎn)，定位精度需≤0.5mm。
- 輔助裝置：必須配備專(zhuān)用尾氣保護(hù)裝置，對(duì)焊縫背面進(jìn)行跟蹤保護(hù)，同時(shí)集成溫度監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)嵫h(huán)。
三、注意事項(xiàng)
- 環(huán)境控制：現(xiàn)場(chǎng)施工需搭建防風(fēng)棚，環(huán)境濕度應(yīng)低于60%，避免水汽導(dǎo)致氣孔缺陷。
- 質(zhì)量檢驗(yàn)：焊后進(jìn)行100%滲透檢測(cè)（PT）及X射線檢測(cè)（RT），重點(diǎn)檢查焊縫色澤（銀白色為合格，藍(lán)色/灰色表明氧化超標(biāo)）。
- 應(yīng)力控制：對(duì)于厚板環(huán)縫，建議采用對(duì)稱(chēng)分段跳焊工藝，并考慮焊后去應(yīng)力退火（650-700℃/2h）。
實(shí)踐表明，通過(guò)優(yōu)化保護(hù)氣體流量（正面15-20L/min，背面10-15L/min）、采用脈沖頻率50-100Hz的射流過(guò)渡方式，可有效控制TC4鈦板環(huán)縫焊接的成形質(zhì)量與力學(xué)性能。隨著智能傳感技術(shù)的發(fā)展，基于視覺(jué)跟蹤的自適應(yīng)焊接系統(tǒng)正逐步提升現(xiàn)場(chǎng)施工的穩(wěn)定性和效率。
