湖州钛合金焊接原理

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。

钛表面生成氧化膜的颜色与生产温度有关。在 200℃ 以下为银白色、300℃时为淡黄色400℃时为金黄色、500℃和 600℃时为蓝色和紫色，700 ~900℃ 为深浅不同的灰色。可根据表面生成氧化膜的颜色来判断焊接过程未保护区的温度。

有两种同素异构的晶体结构，882℃以上到熔点为体心立方晶格，叫β钛，882℃以下为密排六方晶格，叫α 。容器用钛中含 β 稳定元素很少，都是 α铁合金。这些钛在焊接高温下，焊缝及部分热影响区为 β晶格，有晶粒急剧长大的倾向。钛又具有熔点高、比热容大、热导率低等特性，因此焊接时高温停留时间较长约为钢的3~4倍，高温热影响区较宽，使焊缝和高温热影响区的 β 晶粒长大明显，会使焊接接头的塑性下降较多，因而钛焊接时，通常应采用较小的焊接热输入和较快的冷却速度以减少高温停留时间，减少晶粒长大的程度，缩小高温热影响区，减少塑性下降的影响。

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。

钛及钛合金焊丝选用一般按与母材相应的焊丝配用，但也应经过焊接工艺评定合格。选择焊丝时存在一个配用合适焊丝的问题，因为焊丝的杂质含量只控制上限，绝大多数情况不控制下限，而每批生产的焊丝，只化学成分，并不焊丝焊接以后的力学性能。存在着这种可能性，有的生产批量的焊丝中的杂质含量特别偏低，属合格产品，但其焊缝的强度偏低，可能不能满足不低于母材退火状态标准抗拉强度下限值的要求。这时应换一个生产批量的同牌号焊丝，甚至换强度高的焊丝(指工业纯) 重新进行工艺评定直至合格，方才可以选定焊丝。

常用纯钨极和铈钨极。纯钨中含氧化铈 (杂质质量分数不大于0.1% ) 的电极为铈钨极。铈钨电极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，性能优于纯钨极，是目前普遍采用的钨极。