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TB2鈦合金是根據壓力容器殼體的需求而研制的。壓力容器要求材料達到如下性能：抗拉強度σ,=1177±98 MPa,δ5≥8%,焊接接頭抗拉強度σ,≥1030 MPa,δ5≥5%.容器水壓試驗要求：壓力升至95個大氣壓穩壓1min,降至50個大氣壓，穩壓3min后降至0,爆破壓力大于125個大氣壓。合金的焊接性能研究結果表明，TB2合金在800℃,30min、WQ+焊接狀態下，具有中等抗拉強度σ,=880MPa,高塑性δ5=17.5%,高彎曲角α=135°;而在焊后二次時效處理狀態下的焊接接頭抗拉強度σ,=1080 MPa,高塑性δ5=12.5%,彎曲角α=32°.完全滿足壓力容器技術指標的要求。
.1 壓力容器殼體的焊接工藝
由于壓力容器殼體的筒身較長，結合工廠生產TB2鈦合金板材2.0mmx1000mmx2000mm的實際情況以及滾筒設備的能
力，將容器筒體分成兩段，然后將兩截圓筒對接（環縫）成整個筒體。在筒體兩端各焊上帶有嘴子（法蘭）和裙框的橢球封頭就組焊成了整體容器。該組焊容器上共有九條焊縫，充分考驗了該合金的焊接性能。壓力容器殼體組焊和焊后整體二次時效熱處理及實際負載模擬試驗工藝流程圖見圖4-19.從圖上可以看到，組成容器的各零部件在焊接前的加工、成型和熱處理都是不同的，焊接以后再進行整體熱處理（二次時效），使整個容器達到設計指標性能的要求。

2 壓力容器的分段焊接
壓力容器的前后封頭是用800℃,30min、WQ狀態的2.0mm厚TB2合金板材冷沖壓而成，再經熱定型處理、加工、酸洗、清洗，供焊接用。直筒也是用800℃,30min、WQ狀態的2.0mm厚TB2合金板材滾筒成型而成，經冷校形、酸洗、清洗，焊接縱縫，再冷校形、機加工直筒兩端斷面、酸洗、清洗，兩個直筒對接焊環形焊縫成一個直筒。封頭冷沖壓成型（圖4-20)和直筒滾筒及校形是充分利用該合金在固溶處理狀態和固溶加焊接狀態下具有良好綜合性能，即TB2合金基體2.0mm厚板材，在800℃,30min、WQ狀態下，具有中等抗拉強度σ,=925MPa,高塑性δ5=21.5%,高彎曲角α=150°;TB2合金在800℃,30 min、WQ+焊接狀態下，具有中等抗拉強度σь=880 MPa,高塑性δs=17.5%,高彎曲角α=135°.

壓力容器的前后法蘭、前后初框都是TB2合金鍛件，均采用700℃,60min、空冷熱處理，機加工、清洗，供焊接用。
A 直筒縱縫和環縫（共3條）的焊接焊接設備有：GCP-500型懸臂式自動焊機，電源GA-500正極性，主電路串接變阻箱穩流，高頻引弧，ф3.0mm鎢鈰電極，焊絲
為ф2.0mmTB2合金絲。
縱縫焊接使用氣動夾具壓緊，下有通氬氣保護和成型槽的紫銅板，焊接尾拖罩也是銅制水冷式的。為了較少筒子縱縫軸向變形，焊前在筒子兩端各點焊上200mm長的工藝圈，同時作為引弧和收弧板。
環縫焊接夾具為三瓣式水冷紫銅環，銅環上帶有成形通氣保護槽，利用螺桿和斜面機構在筒內撐開。筒子夾持在車床式焊接回轉裝置上，焊時自動轉動，收弧時人工衰減電流（衰減時間10~15s)并停止送絲。表4-8為壁厚1.85~2.04mm筒壁和封頭環縫焊接時的工藝參數。 

B 封頭上大、小法蘭（嘴子）的焊接
將冷沖壓封頭經過熱定型處理、機加工、酸洗和清洗與熱處理后機加工好的法蘭進行用手工氬弧焊焊接，電源為Ax1-165,主電路串接變阻箱，φ2.0mm鎢極，焊絲為ф2.0mmTB2合金絲。夾具也是水冷反面通氬氣保護銅成型槽式，用螺栓固定，在手搖轉臺上轉動，焊槍基本不動。正面焊縫跟托罩保護，焊接參數：電流110~120A,平均焊速12~13m/h,氬氣流量：焊槍13L/min,拖罩25~30L/min,反面10~15L/min,收弧時人工衰減電流。由于對口間隙變動和規范控制較差，焊后易出現未焊透且氣孔較多。未焊透處在反面補焊。
C裙框和封頭的焊接
由于這兩條環縫是在封頭直線段和曲線交界處，受力復雜，為了不破壞封頭的受力性能，所以要求焊縫在封頭上的熔深小于壁厚的1/2,故采用手工氬弧焊焊接。設備與上述B相同，夾具和保護系統如圖4-21所示。焊接時工裝手搖轉動，不加焊絲，電弧偏向裙框一側，用小電流快速焊接。在焊到2/3圈至焊完后，常聽到焊件有脆裂聲發出。當改變焊接規范（電流70~90A,平均焊速8~15m/h)和添加焊絲（φ2.0mmTB2合金絲）焊接，或將環縫分
成四段對稱焊，都避免不了響聲問題。其原因是由于裝配和焊接應力引起了裙框和封頭貼在一起，而沒有焊著的金屬發生移動摩擦而發出的響聲。因為封頭相對于裙框的剛度是較小的。它在焊前的熱處理和焊接法蘭以后，變形已經很嚴重了，裙框和封頭組焊時是強迫裝配在一起的，所以焊上裙框以后對封頭起到了校形的作用，但焊接處的應力增大了。表4-9為三個封頭在焊上裙框前后最大橢圓度的測量結果。

3 壓力容器的熱處理
共組焊了五臺全尺寸的壓力容器（圖4-22),為了最終熱處理工藝，用筒體進行對比，其中一臺（4號）焊后不熱處理，即焊接狀態；一臺（9號）在焊前對殼體承壓部分先進行二次時效熱處理，三條組焊的環縫不再時效處理；另外三臺（2、3和5號），采用整體二次時效熱處理，其熱處理制度是：500℃保溫8h,隨爐升溫至620℃保溫30min,出爐在保護筒內冷卻、保護筒（通氬氣）空冷。

為了減少時效后清除氧化皮的困難，壓力容器殼體是在不銹鋼制成的流動氬氣保護筒內進行的二次時效的，見圖4-23.保護筒外形尺寸為Φ400mmx1500mmx2mm,流動氬氣設計要
求保護系統內沒有“死區”，壓氣流量要根據入爐、出爐和升溫時的不同情況作相應的調節。保護筒入爐前預通氣1~2h(流量

10-151/min),保溫時各4~51/min,出爐后繼續通氫（流量各8-15/min)降至200℃以下停氬氣。壓力容器裝入保護筒內之前容器表面油污一定要清洗干凈。
上述方法保護效果良好，經保護筒保護的二次時效的壓力容器殼體內部基本沒有氧化色彩，外部有微淡黃色和淡藍色彩，只需輕微酸洗就可以去除，保證了容器的表面質量。
4壓力容器殼體試驗
對五臺壓力容器殼體按技術要求進行了水壓試驗，其結果分述如下：
（1)4號（組焊后未時效）壓力容器殼體，壓力達65大氣壓時，在筒體距縱縫70~80mm處穿過中間的環縫縱向破裂（裂口平行于縱縫，達到兩端的環縫）。低壓破壞的原因是：筒體為800℃,30 min,WQ狀態下，在滾筒壓邊彎曲較嚴重，存在彎曲變形應力，冷變形組織未消除；環縫焊接應力未消除。
（2)9號是“分段時效”狀態（三條環縫未時效）壓力容器殼體，壓力達75大氣壓時容器破壞，破裂部位和形式與4號相同。低壓破壞的原因是三條環縫焊接應力未消除。
（3)5號殼體，是整體二次時效熱處理的壓力容器殼體，壓力達72大氣壓時爆破，大法蘭連同整個封頭沖出，法蘭和封頭的焊縫沿法蘭一側裂開。低壓破壞的原因是該大法蘭晶粒粗大，塑性很低，不符合使用要求。
（4)2號、3號壓力容器殼體也是焊后整體二次時效熱處理的，按正式產品技術條件要求通過了水壓試驗，壓力升至140大氣壓未破壞。說明材料性能合格，用焊后二次時效熱處理制度是合理的，能使TB2合金試制的薄壁壓力容器殼體達到產品設計承壓性能的要求。也充分說明二次時效熱處理有消除或部分消除焊接應力的作用，同時強化了基體和焊縫，使TB2壓力容器殼體滿足使用要求。
5實際負載模擬試驗
半年以后，對2號、3號壓力容器殼體重新進行水壓試驗，都順利通過了，然后進行實際負載模擬試驗，2號因熱試車密封結構有問題沒試成，3號TB2壓力容器殼體的熱試車全部技術數據均達到了設計性能指標要求。

為此，全面完成了壓力容器殼體的試制任務。

億沐鑫公司產品分類：鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設備、鈦餅鈦環、鈦標準件、鈦加工件