ICS25.160.10CCSJ33團 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CWAN0155—2025鈦合金等離子弧單面焊雙面成形推薦工藝規(guī)范Recommendationprocedurespecificationforplasmaarcsingle-sidedweldingdouble-sidedformingoftitaniumalloy2025-12-23發(fā)布 2026-01-01實施中國焊接協(xié)會 發(fā)布T/CWAN0155T/CWAN0155—2025PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語與定義 2一般要求 2工藝要求 4焊接質(zhì)量要求 7焊接檢驗 7附錄A（資料性）焊接工藝規(guī)程 11前 言GB/T1.1—20201本文件由中國焊接協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位：江西昌景航空制造有限公司、南昌航空大學(xué)、中焊科技發(fā)展（哈爾濱）有限公本文件主要起草人：張體明、鄭敏、陳玉華、申洋、徐宇欣、王善林、李旭、武鵬博、秦建、黎泉、方乃文、馮志強、牛董山鈺、陳昊睿。T/CWAN0155—2025T/CWAN0155—2025PAGEPAGE1鈦合金等離子弧單面焊雙面成形推薦工藝規(guī)范范圍mm可參照此文件。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊的推薦坡口GB/T2650GB/T2651焊接接頭拉伸試驗方法GB/T2653焊接接頭彎曲試驗方法GB/T2654焊接接頭硬度試驗方法GB/T3075金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法GB/T3323.11部分：X和伽瑪射線的膠片技術(shù)GB/T3375焊接術(shù)語GB/T3621鈦及鈦合金板材GB/T4842氬GB/T5168鈦及鈦合金高低倍組織檢驗方法GB/T8118電弧焊機通用技術(shù)條件GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定GB/T15579弧焊設(shè)備GB/T18851.11部分：總則GB/T19805焊接操作工技能評定GB/T19866焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則GB/T26953焊縫無損檢測焊縫滲透檢測驗收等級GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗焊縫宏觀和微觀檢驗GB/T30562鈦及鈦合金焊絲GB/T31908電弧焊和等離子焊接、切割用鎢電極GB/T31910潛水器用鈦合金板材GB/T32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測GB/T35365潛水器用鈦合金焊絲GB/T38916航空航天用高溫鈦合金板材GB/T39255焊接與切割用保護氣體0009焊接術(shù)語熔化焊術(shù)語與定義GB/T3375、GB/T19866和T/CWAN0009界定的術(shù)語及定義適用于本文件。一般要求人員焊接操作人員應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，具備足夠的焊接專業(yè)知識和技能，通過考核并取得考試機構(gòu)頒發(fā)的資格證書，且證書應(yīng)在有效期內(nèi)。焊接人員應(yīng)按GB/T19805焊接檢驗人員應(yīng)經(jīng)過相關(guān)檢驗知識理論學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，并取得相應(yīng)的資格證書，且證書應(yīng)在有效期內(nèi)。其中，無損檢測人員應(yīng)取得GB/T9445中規(guī)定的2級以上資格證書。設(shè)備及儀器儀表弧焊電源、送絲機構(gòu)、焊槍行走機構(gòu)、氣體壓力表、氣體流量表和溫度測量表等相關(guān)儀器儀表應(yīng)經(jīng)過檢定合格方可使用，并按照相關(guān)要求定期進行檢修及檢定?；『鸽娫磻?yīng)符合GB/T8118、GB/T15579等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。設(shè)備應(yīng)按要求定期保養(yǎng)、維護和校準(zhǔn)。1相關(guān)設(shè)備連入的電源網(wǎng)路電壓波動范圍不應(yīng)超過額定值的±10，否則應(yīng)配備穩(wěn)壓器。材料鈦合金板及焊絲應(yīng)具有生產(chǎn)廠家提供的質(zhì)量保證書，如有必要應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行復(fù)驗。鈦合金板應(yīng)符合GB/T3621GB/T31910和GB/T38916等標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定或符合設(shè)計技術(shù)條件中所提出的要求。鈦合金焊絲應(yīng)符合GB/T30562和GB/T35365相關(guān)規(guī)定。焊前應(yīng)仔細(xì)清理母材及焊絲，清理可選以下方法進行：用5%~10%氫氧化鈉溶液或工業(yè)丙酮去除母材、焊絲表面殘存的油脂等污物；需要時，宜采用2%~5%氫氟酸（HF）+30%~40%硝酸（HNO3）+水（H2O）的溶液，在室溫條件下酸洗2min~20min，酸洗后應(yīng)立即用清水沖洗干凈。鈦合金焊絲應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的庫房中，不允許露天存放或放在有有害氣體和腐蝕性介質(zhì)的室內(nèi)，室內(nèi)溫度應(yīng)控制在10℃~15℃，相對濕度≤60。室內(nèi)應(yīng)保持整潔。堆放時不宜直接放在地面上，宜放在離地面和墻壁≥300mm的架子或墊板上，以保持空氣流通，防止受潮。鈦合金焊絲應(yīng)在開包后48h焊接過程所使用的保護氣體應(yīng)符合GB/T4842和GB/T39255等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，純度不小于99.99%，露點在-50℃以下。鎢極應(yīng)符合GB/T31908相關(guān)規(guī)定。鎢極宜選用無放射性綠色環(huán)保的鈰鎢極。根據(jù)焊接鈦合金封頭、管嘴壁厚及板厚選擇鎢極直徑，宜為Φ1.0mm～Φ4.0mm，鎢極端部宜磨成30°～45°錐形。環(huán)境焊接環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)良好，焊接環(huán)境清潔，無灰塵、煙霧等。焊接作業(yè)環(huán)境風(fēng)速宜≤1.5m/s。焊接作業(yè)環(huán)境濕度宜＜80%。禁止在下雨、下雪等室外環(huán)境作業(yè)。焊件表面溫度宜≥5。鈦合金的焊接操作區(qū)域應(yīng)與其他材料的作業(yè)區(qū)分開，建議設(shè)立獨立的恒溫恒濕的焊接車間。坡口制備鈦合金等離子弧焊的坡口可按GB/T985.1的規(guī)定進行設(shè)計，尺寸的選擇上應(yīng)兼顧等離子弧焊穿透能力強的工藝特點，推薦采用的坡口形式見表1，其他形式接頭由供需雙方協(xié)商確定。表1推薦采用坡口形式單位為mm母材厚度t坡口形式坡口種類規(guī)格尺寸坡口角度λ坡口間隙b鈍邊t1t≤5I形坡口-0≤b≤0.2—5＜t≤8-0≤b≤0.48＜t≤12-0≤b≤0.58＜t≤12Y形坡口10≤λ≤300≤b≤0.56≤t1≤108＜t≤12U形坡口10≤λ≤300≤b≤0.5—5＜t≤12J形坡口10≤λ≤200≤b≤0.5工藝要求試板加工鈦合金試板待焊坡口兩側(cè)10mmμm，鈍邊的加工精度應(yīng)控制在±0.5mm。坡口宜采用機械或硬質(zhì)合金磨輪磨削的方法加工，加工面金屬不應(yīng)產(chǎn)生加工氧化色。工裝夾具鈦合金焊接工裝在焊接過程中不允許與弧焊槍、鎢極、保護拖罩、送絲裝置和夾具等可移動部件發(fā)生干涉。設(shè)備狀態(tài)檢查檢查弧焊設(shè)備、保護氣體、送絲系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和焊接程序等是否滿足焊接工藝要求，確認(rèn)無誤后方可準(zhǔn)備焊接。為了確保氣路的通暢、潔凈，可在焊接之前先送氣排出氣路內(nèi)的空氣、水分等。焊接為了減少氣孔和裂紋等缺陷的產(chǎn)生，在焊接前8h以內(nèi)應(yīng)采用機械打磨、酸洗清理鈦合金板待焊坡口兩側(cè)≥30mm區(qū)域內(nèi)的表面氧化膜和油污，清理后應(yīng)對坡口區(qū)域進行隔離保護。為消除工件表面二次氧化、附著水分油污等問題并提升生產(chǎn)效率，可采用激光清洗集成于自動焊接設(shè)備，在焊接過程中同時在熔池前端完成工件的表面清洗。必要時可采用定位焊固定工件，定位焊長度宜控制在2mm~5mm之間，間距宜控制在50mm~150mm之間。當(dāng)采用定位焊方法固定工件時，若定位焊縫不構(gòu)成焊接接頭的一部分，則在焊前或焊接過程定位焊時可根據(jù)產(chǎn)品尺寸精度和性能要求，采用單激光焊接、激光填絲焊和電弧焊等方式。雙面坡口推薦采用雙面打底焊，熔深需超過鈍邊厚度。單面坡口推薦采用單面打底焊，保證單道焊透雙面成形；打底焊接時焊縫背面需要通入惰性氣體進行保護。打底焊接后應(yīng)觀察焊縫表面及熔深情況，如發(fā)現(xiàn)焊縫表面成形不良或熔深不足應(yīng)進行焊縫修正或返修處理。在每道次焊接之前應(yīng)清理干凈焊縫內(nèi)待焊區(qū)域內(nèi)及周圍氧化物和飛濺。焊接過程可采用拖罩、拖罩與噴嘴結(jié)合的方式對焊接熔池和高溫區(qū)域進行保護，特殊情況下可在惰性氣體保護艙或真空艙內(nèi)焊接。焊接過程中應(yīng)至少提前15s300以下時方可移開焊槍停氣，若在惰性氣體保護艙內(nèi)焊接時，保護艙內(nèi)氧氣含量應(yīng)不大于213mg/m3。若在真空艙內(nèi)焊接時，真空艙內(nèi)環(huán)境壓力應(yīng)低于5Pa。儲存惰性氣體的氣瓶壓力小于0.5MPa時應(yīng)停止使用。當(dāng)環(huán)境空氣相對濕度RH≥50%時，應(yīng)預(yù)熱鈦合金板材至50℃～80。鈦合金激光電弧復(fù)合焊接推薦工藝參數(shù)如表2所示。表2鈦合金等離子弧單面焊雙面成形推薦工藝參數(shù)母材厚度（mm）焊接電流I/A焊接電壓U/V焊接速度V/m·min-1等離子氣體流量Q/L·min-1托罩氣體流量Q1/L·min-1背面保護氣體流量Q2/L·min-12≤t≤4120~15023~2517~205~85~105~104＜t≤6150~20025~2618~225~85~155~106＜t≤8180~24025~2819~225~98~156~128＜t≤10220~26026~3112~195~1010~187~1310＜t≤12250~30027~3112~185~1112~208~15檢查自動焊程序中各焊接工藝參數(shù)是否設(shè)置正確。焊后處理焊后一般待焊縫冷卻至室溫后再對焊縫正面、背面余高過高或向母材急劇過渡時，可采用機械或硬質(zhì)合金磨輪磨削對余高進行修整至圓滑過渡。修整余高時應(yīng)避免過熱，防止發(fā)生氧化。為提升生產(chǎn)效率，可在自動焊接設(shè)備集成激光清洗裝置，在焊接完成后即可完成黑灰的自動化激光清理。焊后工件尺寸精度應(yīng)滿足設(shè)計圖紙要求。當(dāng)工件因焊接變形需要調(diào)修時，可采用機械或加熱方法對其進行矯正。缺陷修復(fù)修復(fù)前須確認(rèn)缺陷或損傷產(chǎn)生的原因和范圍。焊接缺陷應(yīng)優(yōu)先通過機械或硬質(zhì)合金磨輪磨削去除，去除后通過滲透探傷確認(rèn)，經(jīng)過打磨能夠消除且符合設(shè)計圖紙要求的不需要補焊。修復(fù)工藝原則上應(yīng)與原焊接工藝相同，兩者不一致時，修復(fù)工藝應(yīng)評定合格。焊縫有缺陷時，原則上首先選用等離子弧焊進行修補。修補方法為先清理磨平問題焊縫區(qū)域，再采用經(jīng)過評定合格的修復(fù)工藝重新焊接。返修焊縫較短時，可采用手工電弧焊進行修復(fù)。手工電弧焊修復(fù)前，應(yīng)通過機械或硬質(zhì)合金磨輪磨削方法將焊接缺陷徹底清除，然后通過滲透檢測和（或）射線檢測確認(rèn)焊縫無缺陷后再行補焊。同一位置補焊的次數(shù)不宜超過兩次。對補焊超過兩次的焊縫若需再進行補焊時，應(yīng)進行修復(fù)工藝評定。補焊后必須通過無損檢測確認(rèn)缺陷完全消除，補焊焊縫質(zhì)量要求滿足設(shè)計要求。焊接質(zhì)量要求焊縫表面成形應(yīng)均勻、致密、平滑向母材過渡，不應(yīng)有裂紋、未熔合、咬邊及氣孔等缺陷。焊縫表面及熱影響區(qū)表面的顏色滿足表3的規(guī)定。表3焊縫及熱影響區(qū)表面顏色規(guī)定表焊縫與熱影響區(qū)表面顏色保護狀況銀白色良好淡黃色較好深藍色較差灰色或灰白色很差焊接接頭滲透檢驗、射線檢驗、超聲檢驗及合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭拉伸性能及合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭沖擊性能試驗溫度及合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭彎曲性能合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭疲勞性能合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭硬度合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。焊接接頭宏觀金相與微觀金相試樣均不得有裂紋、未熔合、夾渣和氣孔等焊接缺陷。焊接檢驗焊接接頭的檢驗項目與數(shù)量或范圍見表1表4焊接接頭的檢驗項目與數(shù)量或范圍試件狀態(tài)檢驗項目檢驗數(shù)量或范圍目視檢驗100%射線或超聲波檢驗100%滲透檢驗100%拉伸試驗2個試樣沖擊試樣3個試樣焊后檢驗彎曲試樣2個面彎試樣和2個背彎試樣疲勞試樣3個試樣硬度檢驗1個試樣焊接變形100%宏觀金相檢驗1個試樣微觀金相檢驗1個試樣1、去除25mm；2、焊接方向；3、該部位：1個拉伸試樣，1個正彎式樣，1個背彎式樣；4、該部位：3個沖擊試樣，3個疲勞試樣；5、該部位：1個拉伸試樣，1個正彎式樣，1個背彎式樣；6、該部位：1個金相試樣，1個硬度試樣；圖1試樣截取位置示意圖無損檢驗?zāi)恳暀z測外觀目視檢驗應(yīng)按照GB/T32259的規(guī)定進行。檢查焊縫表面是否存在裂紋、表面溝槽和未焊透等缺陷；檢查接頭的錯邊、表面下凹量等缺陷。滲透檢驗滲透檢驗應(yīng)按照GB/T18851.1的規(guī)定進行，驗收等級應(yīng)符合GB/T26953的規(guī)定進行或由供需雙方協(xié)商確定。射線檢驗射線檢驗應(yīng)按照GB/T3323.1的規(guī)定進行或由供需雙方協(xié)商確定。超聲檢驗超聲檢驗應(yīng)按照GB/T11345的規(guī)定進行。變形檢驗焊接試板變形度檢驗可通過對接試件焊后表面夾角進行測定，為保證測量精度，測定儀器推薦采用faro三坐標(biāo)形位公差測量儀。拉伸性能檢驗焊接接頭拉伸試樣尺寸及拉伸試驗應(yīng)按照GB/T2651的規(guī)定進行。焊接接頭拉伸試樣的焊縫余高應(yīng)以機械方法去除，使之與母材齊平并應(yīng)覆蓋焊縫全厚度。沖擊性能檢驗焊接接頭沖擊試樣尺寸及沖擊試驗應(yīng)按照GB/T2650的規(guī)定進行。焊接接頭沖擊試樣應(yīng)覆蓋焊縫全厚度。當(dāng)焊接接頭厚度5mm時可以取消沖擊性能檢驗。彎曲性能檢驗焊接接頭彎曲試樣尺寸及彎曲試驗應(yīng)按照GB/T2653的規(guī)定進行。焊接接頭正彎和背彎試樣應(yīng)覆蓋焊縫全厚度。疲勞性能檢驗疲勞試驗應(yīng)按照GB/T3075的規(guī)定進行。硬度檢驗焊接接頭硬度試驗應(yīng)按照GB/T2654規(guī)定進行。硬度試樣制備完成后進行適當(dāng)腐蝕，以便于確定焊接接頭不同區(qū)域的硬度測量位置。硬度試驗應(yīng)覆蓋焊接接頭橫截面表層、中層、底層和縱向焊縫中心區(qū)硬度。橫向測量時每隔mm~2mm的距離測試一個點，縱向測量時每隔1mm~2mm測試一個點。金相檢驗GB/T5168GB/T26955的規(guī)定進行。應(yīng)在已做過低倍組織檢查的試樣上，認(rèn)為需要的部位切取高倍試樣，或按供需雙方協(xié)議從其他面上切取試樣。T/CWAN0155—2025T/CWAN0155—20251111附錄A（資料性）鈦合金等離子弧單面焊雙面成形焊接工藝規(guī)程