在钛焊管钨极氩弧焊(TIG)过程中,气体保护效果直接决定焊缝质量,其核心作用是隔绝空气,防止钛材在高温(>600℃)下与氧、氮、氢反应生成硬脆化合物,进而影响焊缝耐腐蚀性与力学性能。保护效果不佳时,焊缝易出现氧化变色(从浅黄到深蓝)、气孔、夹杂等缺陷,其中氧化层厚度每增加1μm,焊缝冲击韧性会下降8%-10%,严重时导致管材报废。
影响气体保护效果的关键因素主要有三点。一是氩气纯度,实验表明,氩气纯度从99.99%提升至99.999%时,焊缝氧化率从5.2%降至0.8%,高纯度氩气可有效减少熔池气体溶解;二是保护气流量与方式,常规外保护流量需匹配管径(如Φ20mm管材对应8-12L/min),而管内背保护不可缺失,当背保护流量不足3L/min时,管内壁易出现氧化裂纹;三是喷嘴结构与焊接速度,采用收缩型喷嘴(孔径8-10mm)比扩散型喷嘴保护范围更集中,且焊接速度需控制在15-25cm/min,速度过快会导致保护气无法及时覆盖熔池。
优化保护工艺可显著提升焊接质量。无锡海纳金属通过采用“双层喷嘴+管内恒压背保护”系统,结合实时氩气纯度监测装置,使焊缝氧化缺陷率控制在0.3%以下。此外,在焊接收尾阶段延长保护时间(3-5s),可避免高温焊缝暴露于空气中,进一步降低氧化风险,该工艺已应用于核电用钛焊管生产,确保焊缝耐蚀性满足ASTM B861标准要求。

