1、媒介

钛脊合金是一种优 良的结构资料 ，拥有密度幼、比强度高、塑韧性好 、耐热蚀性好、可加工性较好等特点 ，因而宽泛利用 在航 空航天 、化工 、造船、冶金、仪器仪表等工业领域。我公司是一个大型氯碱化工出产企业 ，钛脊合金在氧化性、中性及有氯离子介质中，其耐侵蚀性优于不锈钢，在出产氯盐介质工艺流程中的设备、管路及仪器仪表大 多选用钛脊合金资料造作。TA15钛板出产厂家-Betway必威金属，结合多年迪胙脊合金的焊接实战经验，将钛合金资料的焊接个性及工艺，分享如下。

2、钛脊合金的焊接特点

钛脊合金拥有特定的物理 、化学及热处置机能 ，为了把握钛脊合金的焊接工艺 ，提高焊接质量 ，必须深刻相识钛脊合金的特点。

2.1 焊接接头的脆化

钛的化学机能很活跃 ，在液态或高于 600％的固态下极易和氧 、氮 、氢等元素相互作用 ，产生脆化。在常温下 ，由于表表氧化膜 的作用 ，钛材维持着不变性和耐侵蚀性 ，但钛在高温下出格是熔融状态时极易在焊缝扰装响区的金属正背面得不到有效；さ那榭鱿，很容易与氧、氮、氢产生反映 ，天生硬度脆性较大的氧化钛 、二氧化钛 ，空气 中的 氢产生氢脆。因而 ，在钛焊接时 ，为；ず阜烊抛跋烨馐芸掌 ，我们通常选取的高纯度的惰性气体做为；て ，如 ：氩气或氩氦混合气体。

造成钛材脆化的另一个原 因是碳造成的脆化 。碳重要起源于母材、焊丝和油污等，碳在超过溶化度时析出硬脆的碳化钛，使焊缝塑性迅速降落，在焊策应力的作用下易产生裂纹 。

2.2 焊接接头的裂纹

2.2.1 热裂纹偏差

由于钛材中的碳 、硫 、磷 等杂质较少 ，所 以裂纹的敏感性低，在当母材和焊丝质量不合格 ，出格是 当焊丝有裂纹 、夹层缺点时 ，会在夹层 的裂纹处积累大量有害杂质而使焊缝产生热裂纹。

2.2.2 冷裂纹偏差

当焊缝 中含有氧 、氢 、氮量较多时 ，焊缝和扰装响区机能变脆 ，在较大的焊策应力作用下容易出现裂纹 ，这种裂纹是在较低 的温度下形成的 ，在焊接钛脊合金时，影响区有时会出现延长裂纹，其重要原因是氢造成 的，氢脆及氢化物析出时产生较大的组织应力 ，在加上氢原 的扩散 与聚焦 ，最终使焊接接头产生裂纹 ，预防这种延长裂纹的步骤重要是送还和焊接接头氢 的起源。

2.2 .3 焊缝气孔

气孔是钛脊合金焊接中常见的缺点，氧、氮、氢、二氧化碳 、水和油污等都可能引起气孔的形成 ，但氢是钛脊合金焊接 中形成气孔的重要气体，氢气也无数产生于焊缝中部和熔解处。

(1)氢气形成的原因

氢在高温时溶入溶池，冷却结晶时过鼓和的氢来不及从溶池逸 出，在焊缝 中积累形成气孔 ，焊缝凝 固的过程中中部温度高 ，使溶池中部的氢除了向气泡核扩散表 ，同时也向熔合线扩散 ，在焊缝中部和溶池边脆氢易过鼓和而产生气孔。

(2 )削减气孔的措施

预防气孔 产生 的关键 是杜 绝有 害气体 的起源 ，预防焊接区被传染 ，通常采取以下措施 ；

① 焊前仔细断根焊丝、母材表表上的氧化膜及油污蹬仔机物质、严格限度原资猜中的氧、氢、氮等杂质气体的含量，焊前对焊丝进行真空去氢处置。

② 尽量缩短焊件算帐后到焊接功夫的距离，通常不超过两幼时，不然要妥善保留 ，以防吸潮。选取机械步骤加工破 口端面、并除去剪切痕迹。

③ 正确选择焊接工艺参数，耽搁溶池停顿功夫，以便于气泡的逸出，节造氩气的流量 、预防紊流景象。

④ 选取低露点氩气，其纯度大于99． 99％，焊距上通氩气的管路不宜选取橡胶管，以尼龙软管为好。

2.2.4 精晶偏差

钛的溶点高、热溶量大 、导热性差 ，因而在焊接时容易产生较大的溶池并且熔池的温度很高。

这使得焊缝及扰装响区的金属在高温的功夫比力长，晶粒长大偏差较大，使接头塑性的断裂韧性降低。长大的晶粒难以用热处置步骤复原，所以焊接时应严格节造焊接 的热输人量 ，通常选取较幼 的焊接电流和较快的焊接速度，来预防产生较粗壮的晶粒 。

2.2.5 焊接变形

钛 的弹性模量 比不锈钢幼 ，在同样 的焊接盈利前提幼 ，钛脊合金的焊接变形时不锈钢 的一倍 ，并且矫形很难题 ，因而在焊新年好时应该选取垫板和压板将待焊工件压紧，以削减焊接变形 。

3、钛脊合金的焊接工艺

钛脊合金的性质非；钤，溶化氮 、氢、氧的能力很大 ，通常 的焊条手弧焊 、气焊 、二氧化碳气体；ず付疾皇屎项鸭国押辖鸬暮附 ，凭据钛脊合金的重要焊接步骤及其特点 ，利用最多的有钨极氩弧焊 、溶解极氩弧焊 。

3.1 焊接筹备

3.1.1 焊接算帐

钛脊合金的焊接接并没有对它 的质量在很大水平上取决于焊件和焊丝 的焊前 算帐工作 ，通常选取机械算帐和化学算帐。

(1)机械算帐选取冲压、剪切和切割下料的工件均必要焊前对其接头边缘进行机械算帐，对于焊接质量要求不高或酸洗有难题的焊件，通常能够用细砂布、不锈钢丝刷擦试或用硬质合金刮刀削焊缝边缘去 除表表氧化膜 ，刮出金 属光泽即可。

而对于选取气割下料的工件，机械加工的切削层的厚度不能幼于2~5mm 。而后用丙酮 、乙醇或 甲醇等溶剂除去坡口两侧 的手印 、有机物质及焊丝表表的油污等。在除油时必要使用厚棉布，毛刷刷洗 。对于焊接经过热加工或在无；て宓那榭鱿氯却χ玫脑虮匾凶酆纤阏 ，通常选取喷吵算帐表表 ，而后进行化学算帐 。

(2)化学算帐我们通常选取 盐酸算帐焊件焊丝表表 ，经酸洗和水洗擦干后应在 四幼时内用完 ，不然需沉新算帐 ，焊丝可放在温度为 150 —200℃烘箱内保留，随取随用。取焊丝应戴洁干净白手套 ，以免潮热焊比，对焊件应采取塑料布 覆盖预防传染 ，对已沾污的可用丙酮或酒精擦洗 。

(3)坡口配置

在选择坡 口大局及尺 寸时 ，应尽 量削减焊接层数和填充金属量，以预防接头塑性的降落，搭接接头由于其背面；つ烟，接头受力差尽可能不选取 。对 于母材厚度幼于2.5mm 的 I 型坡 口对接接头 ，能够不增长填充焊丝进行焊接 。对 于厚度大的母材则必要开坡 口并增长填充金属 ，通常应尽量选取平焊。

由于钛的一些特殊 的物理机能 ，如表表张力系数大，熔融态时黏度幼，使得焊前必须对焊件进行仔细装配 ，点固焊是削减焊件变形的措施之一 ，通常焊点间距为 100—150m m ，其长充约 10—15m m 。点固焊所用的焊丝、焊接工艺参数及；て宓惹疤嵊胝胶附邮毕 同 ，在每一点固点焊时 ，焊件的背面必须通氩气；ひ灾购傅惚淮，停焊时， 应延时关关氩气 ，同时装配时应严禁使用铁器 敲击划伤待焊工件表表。

3.2 焊接工艺

3.2.1 钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是选取高熔点的钨棒 (钍钨、铈钨)做为电极，氩气流的；で，依附不溶解的钨棒与焊件之 间产生 的电弧溶解根基金属及填充焊丝的一种步骤 。

钨极氩弧焊是焊接钛脊合金最常用的步骤，通常用于焊丝厚度在 3mm 以下迪胙脊合金。

钨极氩弧焊可分为敞开式焊接和箱 内焊接两种类型 ，它们又各 自分为手工焊和 自动焊 ，敞开式焊接是在大气环境中的通常氩时，是利用焊枪喷嘴、托罩和背面；ぷ爸猛ㄒ允柿康碾财碗埠せ旌掀，把焊接高温区与空气隔开，以预防空气侵入而沾污焊接区的金属 ，这是一种部门气体； 焊接步骤。

钛脊合金钨极手工氩弧焊必须配用氩气；こ尚 优良的焊枪 、托罩 、焊接时通常选取左焊法，焊枪尽可能与焊件表表垂直，钨极伸出长充(5~8mm )和喷嘴(16～20mm )离焊件表表距离尽量幼，但不要影响焊接时的视线，焊枪操作要平衡均匀，送丝时该把稳不要将焊丝溶解端部移出氩气；で ，不然焊丝端部被 氧化后再熔入熔池会影响焊缝的质量。当焊接中断或实现时，焊枪必须在实现处停顿一段功夫，持续送氩气；，尤其是托罩不能脱离焊缝； 区，直至冷却到焊缝不再氧化的温度时方可移开 、停气 。

3.2.2 焊接资料的选择

(1)氩气 合用于钛脊合金焊接用的氩气为一级氩气 ，其纯度为 99．99％，露点在 一40％以下，杂质总含量 < 5％，水分 < 0．001M G ／L。焊接过程中若是氩气的压力降至 1M PA 时应终场使用，以保障焊接接头的质量。

(2)焊丝 填充焊丝 的成分通常应与母材金属的成分一样 。常用 的商标有 TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6 及 TC3 等。这些焊丝均以真空退火状态供给 ，若是没有尺度商标 的焊丝 ，能够从焊件上剪下狭条作为焊丝代用。为了提高焊缝金属的塑性，也可选用纯钛焊丝 。

(3 )氩气 流量的选择 以达到 优良 的焊接表表色泽为准过 的流量不易形成不变的气流层 ，容易产生紊流景象。对焊接区产生传染，降低焊缝塑性。对托罩中的氩气含量不实时焊接接头表表出现分歧的氧化色泽 ，而流量过大时将对焊枪喷嘴的气流产生滋扰．

3.3 气体；

由于钛脊合金对空气中的氧、氮、氢等气体拥有很强的亲和力，因互必须在焊缝区和扰装响区采取 优良的措施 ，在焊接时应提前送氩气三秒以上 (这是指焊枪 )，焊接过 程中在选择接 头大局时要思考到焊接时便于氩气的有效； ，同时接头背面也要单独通入氩气；，在焊收受路时每次必须提前充氩气或氩拟混合气体进行；。第一层焊接完时仍持续充氩气不能终断直至第二层也焊接结束，焊接实现时还要延长断气功夫 15 ～30s以上。以焊接多层多路焊时，每一层都要；ず ，不能只凭盖面层焊缝的色泽来评介焊接接头

的；こ尚。总之，选取合理的；ぷ爸谩⑸枋┘昂附庸ひ漳芰ΡＵ嫌泻细竦暮附又柿 ，具体产生的影响如下表 1：

3.4 焊接工艺参数

在焊接规范里，焊接电流迁用的都较幼，而自己从事多年的焊接钛和钛合金的管路、设备造作。

为了加快工程进度，我选取的焊接电流比《焊接规范》里稍大一些 ，经过多年焊接经验的堆集，在保障了焊接质量 的前提下 ，选用 了较大 的焊接 电流和最大的焊接速度 ，提高 了工作效能 ，达到了预期的成效，加快了工程进度 ，得到了单元的好评 ，具体焊接参对照如下表 2：

4、结论

焊接钛脊合金时，；て宕慷取⒘髁俊⑴缱斓慕峁勾缶趾统叽绱笥子牒讣的距离 ，接头大局及内表；ぷ爸檬欠袂泻弦，室内室表或风力大幼城市影响焊接质量 ，所以在焊接钛脊合金时要把稳各类；ご胧┦欠窈侠，筹备工作是否到位 ，是否能确保焊接质量合格 ，关系极度沉大。

参考文件

[1]机械工业沈阳教材编委会编．焊接基础【M ]．东北工学院出版社 ，1989．

[2】焊接技术编写组．焊接技术[M ]．北京国防工业出版社，1991．

[3]朱若兰，等译．特殊金属资料的焊接[M ](日本焊工培训教材)．上？萍嘉募 出版社，2003．