台州钛合金焊接原理

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。

在高温下和空气中氧的亲和力非常强，在 200℃ 以上的区域采用惰性气体保护，以避免氧化。钛的弹性模量仅为碳钢的一半，在同样的焊接应力下，钛的焊接变形量会比碳钢大 1 倍。因此焊接钛时，一般应用垫板及压板压紧工件，以减小焊接变形量。

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。

铁及钛合金焊接时一般采用氩气作为保护气体，氩气纯度 (体积分数应不低于 99.99%，其中其他气体成分的体积分数分别为氧低于 0.002%、氮低于0.005%，氢低于0.002%，水分低于0.001mg/L。气瓶压力不得低于0.5MPa。使用时要将保护气系统如输气软管、焊矩、拖罩中的空气置换干净。保护气也可以用氦气或氩氦混合气。

电子束焊目前越来越多地应用到钛合金的焊接中。电子束焊是利用汇聚的高速电子轰击工件接缝处所产生的热能，使其加热、熔化、冷却结晶，形成焊缝的一种新型焊接技术。真空电子束焊。由于焊接过程是在真空环境中进行，杜绝了空气对焊接缠绕的影响，所以焊缝的保护效果很好。可完全防止大气污染，易获得质量非真空环境下的焊缝。真空电子束焊焊接钛及钛合金具有特的优势，表现为焊接冶金质量好焊缝窄，焊缝及热影响区晶粒细小，接头性能好焊接快。电子束焊后产生的品粒大多是较均匀的等轴晶，焊接接头有较高的温度。由于真空电子束焊焊接需要真空室，所以一般不适合于室外焊接以及大尺寸工件焊接，而且焊缝易出现气孔，不适合于大批量生产。

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种精密焊接方法，激光焊接具有高能量密度、热变形小、可聚焦、无接触加工、深穿透、率、、热影响区狭窄、适应性强等优点。