
工业规模熔炼的钛合金锭一般为3~6t,大型铸锭达15t。通常用真空自耗电极电弧炉熔得的铸锭为圆形。近年也采用其他方法,如等离子熔炼、电子束熔炼、壳式熔炼和电渣熔炼等,熔得钛合金扁锭和方锭。例如日本采用等离子束炉熔炼得重达3t的扁锭,直接供轧制板带之用。锻造是破碎铸态结晶组织、改善材料性能和获得一定尺寸、形状板坯的主要方法。板坯锻造前的加热过程中,钛合金很容易与空气发生强烈反应,形成氧化皮和吸气层,降低材料的塑性和其他性能。因此,常采用感应加热或在气密性好的室状电阻炉中加热。

钛管的强度是比较高的,和普通钢的强度相差无几,甚至有些高强度钛合金比合金结构钢的强度更大。钛管的性能是怎样的呢?我们来认识一下。钛管的使用温度要比铝合金要高很多,在中等温度的环境下也能保持一定的强度。镍及镍合金管价格钛合金在潮湿的环境或海水中工作,它的抗腐蚀性是比不锈钢要好很多的。而且它的耐腐蚀能力也很强,可以对抗碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等腐蚀物质。耐腐蚀镍及镍合金管但是钛也有缺点,那就是对还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。钛合金在低温和超低温的情况下,它的力学性能还是能够保持的。如果要购买钛管的话,一定要辨认产品质量的好坏,因为钛管生产厂家太多了,只有优质的厂家才能够生产出质量好的产品来。辨别钛管的方法很多,有物理法,化学法,有简单的,也有复杂的。

钛合金的强度高于一般不锈钢和铝合金,可以达到不锈钢的2倍。例如:TA2是纯钛,TC4是钛合金的,非专业的用户较难在市面找到真正的TC4,因为TA2和TC4从表面基本区分不出来,密度虽然TC4的重一点,但是这个不能作为标准,但是纯钛管和TC4管加工工艺不一样,纯钛都是穿管,TC4不能穿,只能机械加工。简单的肉眼鉴别方法可以参考钛管内壁,机械加工的不光滑,是TC4或其他钛合金的可能性大,而光滑的是纯钛可能性大,不过这个方法不一定准。现在管业发达,不透钢304无缝钢工艺和质量实际上也很好,例如外32内26(壁厚3mm)或外35内28(壁厚3.5mm)的304无缝钢管,(理论上壁厚不变的情况下,外径越小越能承受高压)只要内外无明显变形或损伤,临界点都是可以承受二十mpa左右的气压,但这是临界点,它随时有可能会炸!

焊接钛管进行辊涨的原则和工艺与无钛缝管是一样的。但是焊珠的存在要求考虑附加的因素,以便确定好的及稳定的辊涨工艺。在这些因素中,重要的是管材的冶金质量及表面状态。例如,希望用退火状态而不是焊接状态的管子,对于管板设计的紧配合连接来说必须避免过分凸出的补径焊珠,事实证明,空气退火的头部带有拋光环的扩口管的结合强度比在光亮退火或光亮应力消除退火状态下扩涨的管子要更好些。另一方面,粗糙的管表面或管板表面可改善机械强度,但密封性差。采用精密机加工或机加工加铰管板孔的方法制造的钛管板孔表面光洁度为0.75-1.5-101,管头拋光环光洁度也达到同一水平,这样强度和密封性就能达到佳配合。

钛在250℃以上吸氢,400℃以上吸氧,600℃以上吸氮,这些元素的渗入将大大降低钛的力学性能。因此氩气对热态焊缝的保护是焊接接头质量优劣的关键因素。钛材管道的焊接保护都是通过管内通氩,管外用专门的保护罩来进行的。保护罩的形式一般有整罩结构、半罩结构和弯头罩结构。管内充氩保护均采用分段充氩的方法。在焊口的两侧200~300mm的地方,作好密封装置,封好充氩。密封装置采用胶皮和不锈钢夹板封口。出气口采用φ4mm孔径,进气口采用φ8mm孔径,这样可保证将管内空气驱赶干净,达到氩气保护的目的,防止外部空气进入,有利于焊缝成形。进气口应密封严密,防止进氩气时从缝隙处带入空气而导致氩气保护被破坏。对全位置焊接的焊口,充氩比较困难,因为焊口两端距离都较长,还有弯头件等。充氩采用分段充氩方法,在该道焊缝组对前,就将密封垫片(由不锈钢夹板与胶皮组成,充氩管为软胶管,并联一根有一定强度的不锈钢丝)放置在管道内距焊口200~300mm处。待焊缝组对焊接完成后,将密封垫片取出即可。