鈦及鈦合金的焊接性  　

    鈦及鈦合金的焊接性能，具有許多顯著特點，這些焊接特點是由于鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。  　

1.氣體及雜質污染對焊接性能的影響  　

    在常溫下，鈦及鈦合金是比較穩定的。但試驗表時，在焊接過程中，液態熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用，而且在固態下，這些氣體已與其發生作用。隨著溫度的升高，鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升，大約在250℃左右開始吸收氫，從400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，這些氣體被吸收后，將會直接引起焊接接頭脆化，是影響焊接質量的極為重要的因素。 　

（1）氫是影響氫是氣體雜質中對鈦的機械性能影響最嚴重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫沖擊性能影響最為顯著，其主要原因是隨縫含氫彈量增加，焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強度很低，故片狀或針狀衛HiH2的作用例以缺口，合沖擊性能顯著降低；焊縫含氫量變化對強度的提高及塑性的降低的作用不很時顯。  

（2）氧的影響 氧在鈦的α相和β想中都有有較高的熔解度，并能形成間隙固深相，使用權鈦的晶傷口嚴重扭曲，從而提高鈦及鈦合金的硬度和強度，使塑性卻顯著降低。為了保證焊接接應的性能，除了在焊接過程中嚴防焊縫及焊按熱影響區發主氧化外，同時還應限制基本金屬及焊絲中的含氧量。 　

（3）氮的影響在700℃以上的高溫下，氮和鈦發生劇作用，形成脆硬的氮化鈦（riN）而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度，比是量的氧引起的后果更為嚴重，因此，氮對提高工業純鈦焊縫的抗拉強度、硬度，降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。 　

（4）碳的影響 碳也是鈦及鈦合金中常見的雜質，實驗表明，當碳含量為0.13%時，碳因深在α鈦中，焊縫強度極限有些提高，塑性有些下降，但不及氧氮的作用強烈。但是當進一步提高焊縫含碳量時，焊縫卻出現網狀TiC，其數量隨碳含量增高而增多，使焊縫塑性急劇下降，在焊接應力作用下易出現裂紋。因此，鈦及鈦合金母材的含碳量不大于0.1%，焊縫含碳量不超過母材含碳量。

我們通過對不同工藝下的焊接接頭性能的對比，摸索出較合適的焊接工藝規范。

    工藝（1），焊接電流為150A、170A、180A，按此參數施焊，焊接接頭表面、呈現出深藍、金素色，說明接頭氧化較嚴重，不符合技術要求，此工藝不可取。 

    工藝（2），焊接電流相對降低為120A、150A、160A，按此參數施焊，焊縫表面呈現出金紫、深黃色，X射線探傷無缺陷，但機械性能彎曲試驗不合格，說明焊接接頭塑性顯著降低，達不到技術要求，此工藝同樣不可取。   

     工藝（3），焊接電流為95A、115A、120A，按此參數施焊，焊縫表面呈銀白、淺黃色，X射線探傷無缺陷，但機械性能彎曲試驗合格、拉伸強度也符合要求，焊接接頭性能達到技術要求，此工藝比較合適。 鈦及鈦合金焊接時，都有晶料粗大傾向，直接影響到焊接接頭的力學性能。因此焊接工藝參數的選擇不僅要考慮到焊縫金屬氧化及形成氣孔，還應考慮晶粒粗化因素，所以應盡量采用較小的焊接熱輸入，工藝（1）、（2），由于焊接規范較大因素，造成接頭氧化比工藝（3）嚴重。且微觀金相實驗結果表明，接頭晶粒粗化程度也比工藝（3）嚴重。所以焊接接頭力學性能較差。 　

    氣體流量的選擇以達到良好的保護效果為準，過大的流量不易形成穩定的層流，并增大焊縫的冷卻速度，使焊縫表面層出現較多的α相，以至引起微裂紋。拖罩中的氬氣流量不足時，焊縫呈現出不同的氧化色澤；而流量過大時，將對主噴嘴的氣流產生干擾作用。焊縫背面的氬氣流量也不能太大，否則會影響到正面第一層焊縫的氣體保護效果。 （7）鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊操作要領 1）手工氬弧焊時，焊絲與焊件間應盡量保持最小的夾角（10~15°）。焊絲沿著熔池前端平穩、均勻的送入熔池，不得將焊絲端部移出氬氣保護區。 2）焊接時，焊槍基本不作橫向擺動，當需要擺動時，頻率要低，擺動幅度也不宜太大，以防止影響氬氣的保護。3）斷弧及焊縫收尾時，要繼續通氬氣保護，直到焊縫及熱影響區金屬冷卻到350℃以下時方可移開焊槍。（8）質量檢驗  1）外觀檢查符合GB/T13149-91。2）射線深傷符合JB4730-94。3）力學性能試驗符合GB/T13149-91。