鈦及鈦合金焊接指南鈦鈦合金具有密度低、比強度高、耐蝕性好、導熱率低、無毒無磁、可焊接；廣泛應用于航空、航天、化工、石油、電力、醫療、建筑、體育用品等領域。

1，鈦及鈦合金的焊接特點(1)雜質污染引起的脆化由于鈦的化學活性大，在焊接熱循環的作用下，焊接熔池及高于350℃的焊縫金屬和熱影響區極易與空氣中的氫、氧、氮及焊件、焊絲上的油污、水分等發生反應。鈦在300℃以上快速吸氫，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮，含碳量較多時，會出現網狀TiC脆性相。以上情況使鈦及鈦合金焊接接頭塑性、韌性急劇降低導致焊接接頭的性能變壞。鈦表面生成氧化膜的顏色與生產溫度有關。在200℃以下為銀白色、300℃時為淡黃色400℃時為金黃色、500℃和600℃時為藍色和紫色，700~900℃為深淺不同的灰色。可根據表面生成氧化膜的顏色來判斷焊接過程未保護區的溫度。

(2)焊接相變引起的性能變壞有兩種同素異構的晶體結構，882℃以上到熔點為體心立方晶格，叫β鈦，882℃以下為密排六方晶格，叫α。容器用鈦中含β穩定元素很少，都是α鐵合金。這些鈦在焊接高溫下，焊縫及部分熱影響區為β晶格，有晶粒急劇長大的傾向。鈦又具有熔點高、比熱容大、熱導率低等特性，因此焊接時高溫停留時間較長約為鋼的3~4倍，高溫熱影響區較寬，使焊縫和高溫熱影響區的β晶粒長大明顯，會使焊接接頭的塑性下降較多，因而鈦焊接時，通常應采用較小的焊接熱輸入和較快的冷卻速度以減少高溫停留時間，減少晶粒長大的程度，縮小高溫熱影響區，減少塑性下降的影響。(3)焊接區需采用惰性氣體保護在高溫下和空氣中氧的親和力非常強，在200℃以上的區域必須采用惰性氣體保護，以避免氧化。(4)焊接變形較大鈦的彈性模量僅為碳鋼的一半，在同樣的焊接應力下，鈦的焊接變形量會比碳鋼大1倍。因此焊接鈦時，一般應用墊板及壓板壓緊工件，以減小焊接變形量。(5)易產生氣孔氣孔是欽焊縫中常見的缺陷。鈦焊接中產生的氣孔主要是氫氣孔，也有CO氣體形成的氣孔。(6)存在裂紋的可能性鈦中硫、磷、碳等能在晶界與鈦形成低熔點共晶的雜質含量很少，有效結晶溫度區間窄，焊縫凝固時收縮量小，因而一般不會產生焊縫的熱裂紋。鈦焊縫的裂紋屬于氫致冷裂紋。(7)與鋼不能熔焊鐵常溫下在鈦中溶解的質量分數僅為0.05%~0.10%，因而鈦與鋼不能直接熔焊。

2.鈦及鈦合金的焊接方法

鈦及鈦合金焊接時主要采用的焊接方法有鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊等，對于不承受載荷的密封結構的焊接可采用釬焊，也可以用爆炸焊來進行鈦與鋼復合板的復合焊接。

3，鈦及合金的焊接材料

(1)焊絲鈦及鈦合金焊絲選用一般按與母材相應的焊絲配用，但也應經過焊接工藝評定合格。選擇焊絲時存在一個配用合適焊絲的問題，因為焊絲的雜質含量只控制上限，絕大多數情況不控制下限，而每批生產的焊絲，只保證化學成分，并不保證焊絲焊接以后的力學性能。存在著這種可能性，有的生產批量的焊絲中的雜質含量特別偏低，屬合格產品，但其焊縫的強度偏低，可能不能滿足不低于母材退火狀態標準抗拉強度下限值的要求。這時應換一個生產批量的同牌號焊絲，甚至換強度高一級的焊絲(指工業純)重新進行工藝評定直至合格，方才可以選定焊絲。容器用鈦及鈦合金焊絲和填充絲的化學成分(熔煉分析)見表4-29。如從焊絲和填充絲成品上取樣進行化學成分復驗時，其分析的允許偏差見表4-30。容器常用鈦材推薦選用焊絲和填充絲的型號見表4-31。

(2)保護氣體鐵及鈦合金焊接時一般采用氬氣作為保護氣體，氬氣純度(體積分數應不低于99.99%，其中其他氣體成分的體積分數分別為氧低于0.002%、氮低于0.005%，氫低于0.002%，水分低于0.001mg/L。氣瓶壓力不得低于0.5MPa。使用時要將保護氣系統如輸氣軟管、焊矩、拖罩中的空氣置換干凈。保護氣也可以用氦氣或氬氦混合氣。

(3)鎢極常用純鎢極和鈰鎢極。純鎢中含氧化鈰(雜質質量分數不大于0.1%)的電極為鈰鎢極。鈰鎢電極電子逸出功低，化學穩定性高，允許電流密度大，無放射性，性能優于純鎢極，是目前普遍采用的鎢極。

4.焊前準備

(1)焊前清理鈦及合金焊件和焊絲焊前應仔細清除表面的氧化物、氮化物、油污、水分等，一般采用酸洗或砂輪、砂布打磨。對于容器的縱環焊縫、角焊縫、換熱器的管與板的焊接等酸洗比較困難的工件，可用砂輪、砂布打磨坡口兩側，并注意將殘留的砂粉塵末清理干凈。對于焊絲、封頭、膨脹節和其他不易打磨的零件焊前應酸洗，酸洗后應用清水沖洗干凈。如焊件無法酸洗，也可用硬質合金刮刀刮削。焊件經過以上清理后，在焊前均應用丙酮、無水酒精等溶劑清洗待焊區，不得用手觸摸與再污染。再污染后應重新清理與清洗。(2)焊接區其他保護裝置的制作鈦及鈦合金焊接時，焊槍噴嘴保護熔池，拖罩保護冷卻中的焊接接頭的正面，墊板保護焊接接頭的背面。鈦及鈦合金焊接所用的焊槍與焊接鋁、不銹鋼的焊槍不同，常用大直徑噴嘴，手工焊時，噴嘴直徑為14~20mm，自動焊時為16~22mm。拖罩能保護溫度在400℃以上的焊