浙江台州钛合金焊接原理

焊缝和热影响区表面颜色
1、焊缝区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄色（二、三级焊缝允许）；金紫色（三级焊缝允许）；深兰色（一、二、三级焊缝均不允许）。

2、热影响区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄、金紫色（二、三级焊缝允许）；深兰色（三级焊缝允许）。

由于钛的化学活性大，在焊接热循环的作用下，焊接熔池及350℃的焊缝金属和热影响区极易与空气中的氢、氧、氮及焊件、焊丝上的油污、水分等发生反应。钛在 300℃以上快速吸氢，600℃ 以上快速吸氧，700℃ 以上快速吸氮，含碳量较多时，会出现网状 TiC 脆性相。以上情况使钛及钛合金焊接接头塑性、韧性急剧降低导致焊接接头的性能变坏。

钛中硫、磷、碳等能在晶界与钛形成低熔点共晶的杂质含量很少，有效结晶温度区间窄，焊缝凝固时收缩量小，因而一般不会产生焊缝的热裂纹。钛焊缝的裂纹属于氢致冷裂纹。铁常温下在钛中溶解的质量分数仅为 0.05%~0.10%，因而钛与钢不能直接熔焊。

钛及合金焊件和焊丝焊前应仔细清除表面的氧化物、氮化物、油污、水分等，一般采用酸洗或砂轮、砂布打磨。对于容器的纵环焊缝、角焊缝、换热器的管与板的焊接等酸洗比较困难的工件，可用砂轮、砂布打磨坡口两侧，并注意将残留的砂粉尘末清理干净。对于焊丝、封头、膨胀节和其他不易打磨的零件焊前应酸洗，酸洗后应用清水冲洗干净。如焊件无法酸洗，也可用硬质合金刮刀刮削。焊件经过以上清理后，在焊前均应用丙酮、无水酒精等溶剂清洗待焊区，不得用手触摸与再污染。再污染后应重新清理与清洗。

钛及钛合金焊接时，焊枪喷嘴保护熔池，拖罩保护冷却中的焊接接头的正面，垫板保护焊接接头的背面。钛及钛合金焊接所用的焊枪与焊接铝、不锈钢的焊枪不同，常用大直径喷嘴，手工焊时，喷嘴直径为14 ~20mm，自动焊时为16 ~22mm。拖罩能保护温度在400℃以上的焊缝和热影响区，拖罩的形状和尺寸应随焊件厚度、冷却方式、焊接电流、焊缝形状等因素而定。拖罩应贴在焊接区随焊枪一起移动。焊缝背面可用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气，铜垫板中也可吹送保护气，或用拖罩贴在焊缝区背面随着焊接一起移动。

钎焊在钛合金焊接中得到了广泛的应用，但是钎焊通常只用于焊接小型薄壁构件，不适合大厚度钛合金的焊接。由于钛合金的特性，它在航空航天领域必将有着更广阔的应用前景，也为焊接技术的发展提出了新的挑战，开发研制的钛合金焊接工艺也必将大大推进钛合金在航空航天领域的应用。