钛及钛合金焊接
钛及钛合金焊接工艺
钛及钛合金焊接工艺钛及钛合金焊接工艺引言•钛及钛合金是一种广泛应用于航空航天、船舶和汽车等领域的优质材料。
•钛及钛合金的焊接工艺对产品的质量和性能具有重要影响。
优势•钛及钛合金具有优异的耐腐蚀性和高的强度重量比。
•焊接是钛及钛合金制造中重要的一环，能够将不同构件连接为一个整体。
需要注意的问题1.材料准备•焊接前必须对钛及钛合金进行表面处理，以确保清洁和脱氧。
•需要根据焊接材料的类型和规格选择合适的电极、焊条和气体。
2.焊接方法•常用的钛及钛合金焊接方法包括氩弧焊、电子束焊和激光焊。
•不同的焊接方法适用于不同的应用场景，需要根据具体需求选择合适的方法。
3.焊接参数•焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度和焊接角度等。
•焊接参数的设置直接影响焊接质量和效率，需要进行充分测试和调整。
4.焊接环境•钛及钛合金焊接需要在惰性气体保护下进行，以避免氧化和污染。
•焊接环境的温度、湿度和风速等因素也需要被控制在合适范围内。
5.焊接后处理•焊接完成后，还需要进行后处理，如除渣、退火和表面处理等。
•合适的后处理可以提高焊接接头的强度和外观质量。
结论•钛及钛合金焊接工艺的规范和控制对于确保产品质量和安全性至关重要。
•合理选择焊接方法、调整焊接参数以及正确进行后处理是保证焊接效果的关键。
（文章仅供参考）钛及钛合金焊接工艺引言•钛及钛合金是一种广泛应用于航空航天、船舶和汽车等领域的优质材料。
•钛及钛合金的焊接工艺对产品的质量和性能具有重要影响。
优势•钛及钛合金具有优异的耐腐蚀性和高的强度重量比。
•焊接是钛及钛合金制造中重要的一环，能够将不同构件连接为一个整体。
需要注意的问题1.材料准备•对钛及钛合金进行表面处理，确保清洁和脱氧。
•选择合适的焊接材料：电极、焊条和气体。
2.焊接方法•氩弧焊：适用于一般焊接需求。
•电子束焊：适用于高精度焊接，但适应范围较窄。
•激光焊：适用于高速焊接和复杂形状的组件。
3.焊接参数•焊接电流、电压、焊接速度和焊接角度等参数需要根据实际情况进行设置。
钛及钛合金的焊接性及焊接缺陷的防止
绪论焊接是现代工业生产中不可缺少的先进制造技术，被广泛应用于机械、冶金、电力、锅炉、压力容器、建筑、桥梁、船舶、汽车、电子、航空、航天、军工和军事装备等产业和部门。
随着社会和生产的飞速发展，各领域中的科学技术水平不断提高，从而推动各行各业的进步。
工业是国民经济的基础，而重工业又是工业的重中之重，交通运输业则是发展各行各业的先导，石油化学工业又是尖端科学技术的发展对金属材料提出越来越高的要求，例如航空及宇航，氦反应堆对金属材料的要求特别严格，这就是要求研制耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗断裂、耐疲劳而重量又较轻的金属材料，钛合金的强度大，密度小，又具有较好的韧性和焊接性，因而钛合金在航空等工业中得到广泛的应用。
钛是难熔金属中的轻金属，密度为 4.5克/cm3，只有铁的57%。
钛合金的强度可与高强钢相媲美，同时具有很好的耐热和耐低温性能，某些钛合金能在450℃-550℃之间和零下250℃下长期工作。
钛具有很好的耐盐类、海水和硝酸腐蚀的能力，Ti-30M合金更是能耐高浓度盐酸和硫酸的腐蚀。
钛是金属材料王国中的一颗新星，从工业价值、资源寿命和发展前景来看，它仅次于铁、铝，被誉为正在崛起的“第三金属”。
它是优质轻型、耐蚀结构材料，新型的功能材料和重要的生物材料，是重要的战略金属。
由于钛兼有钢、不锈钢、铝等结构材料的许多优良特性，在空中、陆地、海洋及宇宙超低温的外层空间都有着广泛的用途，因此，它又被称作“全能的金属”。
钛及钛合金在各种工业部门中，都存在着广阔的应用前景，因为各行各业中使用的设备零件基本上都承受着腐蚀、磨损及断裂等多种损伤，要提高设备的使用寿命就必须克服造成上述损伤的一家因素。
而钛及钛合金就具有抗腐蚀、耐磨损及高强度等诸多优点。
同钢制设备相比，钛制设备具有比较高的稳定性，显著延长了使用寿命，减少了修理费用，因而取代了钢制设备，使一些性能得到补偿。
钛合金的这些优点，使钛当之无愧的被称之为“太空”金属、“海洋”金属。
钛及钛合金的焊接方法
钛及钛合金的焊接方法嘿，咱今儿就来聊聊钛及钛合金的焊接方法。
你说这钛及钛合金啊，那可真是厉害的角色呢！就好像是一位武林高手，有着独特的本领。
先来说说钨极惰性气体保护焊吧，这就像是一位细心的工匠，一点一点地雕琢着作品。
它能提供稳定的保护，让焊接过程顺顺利利的，焊缝那叫一个漂亮。
你想想看，是不是就像在给钛及钛合金打造一件精致的外衣呀！还有熔化极惰性气体保护焊呢，这就像是一支勇往直前的先锋队，效率高高的。
它能快速地完成焊接任务，而且质量也很不错哦。
就好比是在战场上冲锋陷阵的勇士，果断又有力。
埋弧焊也不能落下呀，它就如同一个沉稳的大力士。
虽然动作可能没那么灵活，但一旦发力，那效果也是杠杠的。
能焊接厚板，让钛及钛合金的连接更加牢固。
那等离子弧焊呢，像是一个身怀绝技的高手，能在一些特殊情况下大显身手。
它可以焊接更复杂的形状，这可不是一般方法能做到的哟！在进行钛及钛合金焊接的时候，可得注意很多细节呢。
就像我们做饭一样，火候、调料都得恰到好处。
焊接的环境要干净，不能有杂质，这就好比我们吃饭不能有沙子咯牙呀！保护气体也得选对，不然就像战士没有了合适的武器，怎么能打胜仗呢？焊接的参数也要设置好，电流、电压这些可都不能马虎。
这就像给汽车加油，加少了跑不动，加多了也不行呀！而且焊工的技术那也是相当重要的，一个经验丰富的焊工就像是一位大师傅，能做出美味的菜肴一样，能焊接出高质量的焊缝。
总之啊，钛及钛合金的焊接方法各有各的特点和用处，我们得根据具体情况来选择。
就好像我们穿衣服，不同的场合要穿不同的衣服嘛。
只有选对了方法，注意了细节，才能让钛及钛合金发挥出它们最大的作用呀！你说是不是这个理儿呢？咱可不能小瞧了这些焊接方法，它们可是让钛及钛合金大显身手的关键呢！。
钛及钛合金的焊接性
钛及钛合金的焊接性。
⑴化学活性大钛和钛合金不仅在熔化状态，即使在400℃以上的高温固态也极易被空气、水分、油脂、氧化皮等污染，吸收O2、N2、H2、C等元素，使焊接接头的塑性及冲击韧度下降，并易引起气孔。
因此，施焊时对焊接熔池、焊缝及温度超过400℃的热影响区都要妥善保护。
⑵热物理性能特殊钛和钛合金和其它金属比较，具有熔点高、热容量较小、热导率小的特点，因此焊接接头易产生过热组织，晶粒变得粗大，特别是β钛合金，易引起塑性降低，所以在选择焊接参数时，既要保证不过热，又要防止淬硬现象。
由于淬硬现象可通过热处理改善，而晶粒粗大却很难细化，因此为防止晶粒粗大，应选择硬参数。
⑶冷裂倾向较大溶解于钛中的氢在320℃时和钛会发生共析转变，析出TiH2，引起金属塑性和冲击韧度的降低，同时发生体积膨胀而引起较大的应力，严重时会导致产生冷裂纹。
⑷易产生气孔产生气孔的气体是氢。
因氢在钛中的溶解度随温度升高而下降，焊接时，沿熔合线附近加热温度高，会引起氢的析出，因此气孔常在熔合线附近形成。
⑸变形大钛的弹性模量约比钢小一半，所以焊接残余变形较大，并且焊后变形的矫正较为困难。
钛及钛合金焊接工艺分析
钛及钛合金焊接工艺分析简介钛及钛合金因其高强度、低密度、优异的抗腐蚀性能被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
而钛及钛合金的加工难度也因此增加，特别是焊接工艺。
所以，本文将从钛及钛合金的物理特性和化学特性出发，结合常见的钛及钛合金焊接工艺进行分析和总结。
钛及钛合金焊接的物理特性和化学特性物理特性•高熔点：钛的熔点为1668℃，是常见金属中的较高值，高于铁、镍、铜、铝等大多数金属。
•低热导率和热容：钛的热导率和热容都比较低，导致热输入时钛材料温度变化较小，且热输入冷却时间长。
•高线膨胀系数：钛的线膨胀系数高于常见金属，故焊接时应注意热输入焊缝后产生的应力和变形。
•利用率低：钛粉末的比表面积大、氧化能力强，因此在加工过程中容易吸附空气中的氧、氮等气体，形成氧化物，会降低钛粉末的利用率。
•易吸气：在高温下钛及钛合金易吸氧气、氮气、水蒸气等气体，从而会在焊接时造成钛材料的氧化。
•易反应：钛与许多元素及化合物很容易发生化学反应。
例如，钛会与氧、氮、碳、硫、氢、氟等元素發生反应，在焊接时会对焊接区域造成不良影响。
•局部氧化：钛属于活泼向氧化物反应的金属，局部氧化的钛容易发生熔池中的气泡、夹杂、气孔及非金属夹杂物等缺陷，影响焊接质量。
•低松散度：钛及钛合金的密度相对其它金属偏低，故焊接后的焊缝内部板层松散较大，且没有弹性。
常见的钛及钛合金焊接工艺等离子弧焊等离子弧焊是常见的钛及钛合金焊接工艺之一。
该焊接工艺的原理是利用高温等离子体对钛材料表面进行加热并进行加压使之焊接。
等离子弧焊的优点是加热速度快且对钛材料氧化小，但缺点是容易影响焊接材料的附着力。
TIG焊TIG焊（Gas Tungsten Arc Welding）是一种适用于钛以及大多数合金的高质量焊接工艺。
其原理是使用钨极电弧加热钛及钛合金，并通过加入惰性气体形成保护层以保护熔融区域。
该焊接工艺的优点是焊缝质量好，但脆性松散等问题也延长了焊接时间。
离子束焊是采用高速离子束照射工艺对钛及钛合金进行组装或焊接。
钛及钛合金焊接方法
钛及钛合金焊接方法1.氙弧焊：氙弧焊是常用的钛及钛合金焊接方法之一，适用于板材和薄壁件的焊接。
该方法利用氙气的高温高能量电弧，将钛材料加热至熔点，通过填充金属焊丝或无填充物的方式进行焊接。
氙弧焊具有操作简单、成本低、焊缝质量高的优点。
2.电弧焊：电弧焊是另一种常见的钛及钛合金焊接方法，适用于较厚的钛合金构件的焊接。
电弧焊的原理是利用电弧产生高温将工件的两个部分熔化并结合。
根据焊接条件，电弧焊可分为手工电弧焊、气体保护电弧焊和等离子弧焊等。
3.激光焊：激光焊是一种高功率激光束对焊件进行加热并熔化的焊接方法，适用于对细小焊缝的高精度要求。
激光焊可以快速加热和冷却，焊缝热影响区较小，避免了材料的变形和裂纹产生，具有高效率、高强度和高质量的特点。
4.电子束焊：电子束焊是利用电子束对工件进行高能量密集的热源处理，将焊件熔化并结合的焊接方法。
电子束焊具有高焊接速度、狭窄的焊缝和小的热影响区等优势，适用于对高质量焊接的要求较高以及对焊接时间和能耗有限制的情况。
除了确认焊接方法外，还应注意以下几点：1.避免氧化：钛及钛合金容易与氧气反应生成氧化物，影响焊接质量。
在焊接过程中，应确保焊接区域与空气隔离，采用惰性气体如氩气或氦气进行保护。
2.确保焊接完整性：钛及钛合金焊接时，应确保焊缝的完整性，避免裂纹和未焊透等问题。
可采用预热、控制焊接速度和冷却等措施，以提高焊接质量。
3.选择适合的焊接材料：钛及钛合金焊接时，可以选择与基材相似或相近的填充材料，以确保焊缝的相容性和良好的焊接连接。
总之，钛及钛合金的焊接方法应根据具体的应用场景和要求进行选择。
通过合理的焊接方法和控制措施，可以确保焊接质量和连接强度，并最大程度地发挥钛及钛合金材料的优势。
钛及钛合金焊接
钛及钛合金的焊接- 压力容器焊工培训教材钛及钛合金的焊接第一节钛及钛合金一、概述钛是一种银白色的有色金属，其主要物理性能到于表1•钛及钛合金的特点是具有较高的比重的强度，良好的塑性，韧性和较高的耐蚀性，尤其是对碱介质, 氯化物，硫化物，硝酸化合物，强腐蚀性气体（氯气、亚硫酸气、硫酸氢）等，具有很高耐蚀性（年腐蚀率在0.13mm以下），因此广泛应用于研究航天工业，化学工业,也用于制造船舶与海洋工程及火电，核电设备中的海水淡化装置及热交换器等.表1 钛与奥氏体不锈钢的物理性能二、钛及钛合金分类钛材分为工业纯钛和n含有稳定化元素的钛合金二大类。
工业屯钛根据其杂质（主要是氧和铁含量，以及由此而引起的强度差别分为TA0 TA1、TA2、TA3 等牌号它具有良好的耐蚀性塑性、韧性、和焊接性主要用作化学工业的耐蚀结构材料。
钛合金按所含稳定化元素形成不同的固熔相，又可分为a型钛合金a + B型钛合金和B型钛合金a型钛合金主要通过加入铝(Al),有的再加入中性元素锰(Sn)等进行固溶强化而形成，例如牌号为TA7 (Ti-5AI-2.5Sn钛合金。
a型钛合金的强度比工业纯钛高，具有良好的耐蚀性和焊接性能。
a + B型钛合金的组织，是以a型钛为与B型钛为基的两相固溶体组织结构。
它的特点是可通过热处理强化而得到高强度，因此，其力学性能可以在较宽的范围内变化，以适应不同的用途。
但是，随着其中的B相比例的提高，使焊接性能变差。
B型钛合金含有较高的B相稳定化元素，在一般的工艺条件下，其组织几乎全为B相，通过时效热处理，B型钛合金强度增高。
单一B相的B型钛合金，具有良好的加工硬化特性，常用作弹簧，销钉等物件，其缺点是低温脆性大，焊接性能差。
三、压力容器用钛及钛合金材料1、钛制焊接压力容器对钛材的要求钛制焊接压力容器，由于其使用制造和检验要求，因此，对用于钛制焊接压力容器的钛及钛合金材料，有它特殊的要求，主要有下列三方面：⑴ 制造容器用钛及钛合金材料应当具有良好的耐蚀性能、力学性能、焊接性能、成形性能及其他工艺性能。
钛及钛合金焊接指南
钛及钛合金焊接指南钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接；广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。
(1)杂质污染引起的脆化由于钛的化学活性大，在焊接热循环的作用下，焊接熔池及高于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300C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、300C时为淡黄色400C时为金黄色、500C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。
(2)焊接相变引起的性能变坏有两种同素异构的晶体结构，882C以上到熔点为体心立方晶格，叫β钛，882C以下为密排六方晶格，叫αo容器用钛中含β稳定元素很少，都是a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。
(3)焊接区需采用惰性气体保护在高温下和空气中氧的亲和力非常强，在200℃以上的区域必须采用惰性气体保护，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。
(5)易产生气孔气孔是钦焊缝中常见的缺陷。
钛焊接中产生的气孔主要是氢气孔，也有CO气体形成的气孔。
钛及钛合金的焊接
钛及钛合金的焊接一、前言随着我国经济的快速发展，钛合金材料得到广泛应用。
但由于钛合金是一种化学性质非常活泼的金属，在高温下对氧、氢和氮等气体具有极大的亲和力，特别是在钛焊接过程中，这种能力伴随着焊接温度的升高更为强烈。
实践证明，焊接时如果对钛合金与氧、氢和氮等气体的吸收和溶解不加以控制，无疑会给钛合金焊接接头的施焊过程带来了极大的困难。
二、钛的特性对钛焊接的影响1)氧和氮的影响。
氧和氮间隙固熔于钛中，使钛晶格畸变，变形抗力增加，强度和硬度增加，塑性和韧性却降低，焊缝中含焊氧、氮是不利的，应设法避免。
2)氢的影响。
氢的增加会使钛的焊缝金属冲击韧性急剧下降，而塑性下降少许，氢化物会引起接头的脆性。
3)碳的影响。
常温下，碳以间隙形式固溶于钛中，使强度增加，塑性下降，但不如氧、氮明显，碳量超过溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，易产生裂纹，国标规定钛其钛合金中碳含量不得超过0.1%，焊接时，工件及焊丝的油污能增加碳含量，因此焊接时需清理干净。
三、钛及钛合金的焊接性1）气孔的产生。
钛及钛合金焊接时最常见的缺陷是气孔，主要产生在熔合线附近。
氢是形成气孔的重要原因，在焊接时由于钛吸收氢的能力很强，而随着温度的下降氢的溶解度显著下降，所以溶解于液态金属中的氢往往来不及逸出形成气孔。
2）接头的脆化问题。
在常温下，钛与氧反应生成致密的氧化膜，从而使其具有高的化学稳定性与耐腐蚀性。
在施焊过程中，焊接温度高达5000～10000℃，钛及其合金与氧、氢和氮发生快速反应。
据试验，钛合金在施焊过程中，温度在300℃以上时能快速吸氢，450℃以上时能快速吸氧，600℃以上时能快速吸氮。
而当熔池中侵入这些有害气体后，焊接接头的塑性和韧性都会发生明显的变化，特别是在882℃以上，接头晶粒严重粗大化，冷却时形成马氏体组织，使接头强度、硬度、塑性和韧性下降，过热倾向严重，接头严重脆化。
因此，在进行钛合金焊接时，对熔池、熔滴及高温区，不管是正面还是反面都应进行全面可靠的气体保护。
钛及钛合金的焊接工艺
钛及钛合金的焊接工艺一、常用钛及钛合金及其分类钛是一种活性金属，常温下能与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。
钛及钛合金的最大优点是比强度大，综合性能优越。
钛合金首先在航空工业中得到应用，钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能；在化工、海水淡化、电站冷凝器等方面成功应用。
钛及钛合金按其退火态的组织分为α钛合金、β钛合金、α＋β钛合金三类，分别用TA、TB和TC表示。
在压力容器制作中，牌号为TA2的工业纯钛使用居多，使用状态一般为退火态。
二、钛及钛合金的焊接性1、间隙元素沾污引起脆化由于钛的活性强，高温下钛与氧、氮、氢反应速度很快。
氧和氮固溶于钛中，使钛晶格畸变，强度硬度增加，塑性韧性降低；而氢含量增加，焊缝金属的冲击韧性急剧降低，塑性下降较少；碳以间隙形式固溶于钛中，使强度提高，塑性下降，作用不如氮、氧显著，但碳量超过溶解度时，易于引起裂纹，因此钛及钛合金焊接时必须进行有效的保护。
2、焊接相变引起的性能变化对于常用的工业纯钛，其组织为α合金，这类合金的焊接性最好。
在用钨极氩弧焊填加同质焊丝或不加焊丝，在保护良好的条件下焊接接头强度可与母材等强度，接头塑性较差。
焊接接头塑性降低的主要原因有：①焊缝为铸造组织，它比轧制状态塑性低；②焊接时由于导热性差、比热小、高温停留时间长、冷却速度慢，易形成粗晶；③若采用加速冷却，又易产生针状α组织，也会使塑性下降。
3、裂纹由于钛及钛合金中杂质很少，因此很少出现热裂纹，只有当焊丝或母材质量有问题时才可能产生热裂纹。
由氢引起的冷裂纹是钛合金焊接时应注意防止的，例如选用氢含量低的焊接材料和母材，注意焊前清理，在可能的条件下，焊后进行真空去氢处理等。
4、气孔气孔是钛及钛合金焊接时最常见的焊接缺陷。
在焊接热输入较大时，气孔一般位于熔合线附近；而焊接热输入较小时，气孔则位于焊缝中部。
气孔主要降低焊接接头的疲劳强度，能使疲劳强度降低一半甚至四分之三。
影响气孔的主要因素是焊丝和坡口表面的清洁度，焊丝表面的润滑剂、打磨时残留在坡口表面的磨粒、薄板剪切时形成的粗糙的端面等等都可能使焊缝产生气孔。
钛及钛合金的焊接性
焊接变形
钛的弹性模量比不锈钢小，在同样的焊接应力条件下
钛及钛合金的焊接变形是不锈钢的1倍，因此焊接时应 该采用垫板和压板将待焊工件压紧，以减小焊接变形。 此外，垫板和压板还可以传导焊接区的热量，缩短焊 接区的高温停留时间，减小焊缝的氧化。
氧和氮造成的脆化氧、氮圴是a稳定元素，氧在a铁、钛中的最 大溶解度分别为14.5％原子，和1.8％原子，氮则分别为7％原 子和2％原子。钛与氧在600℃以上发生强烈的作用。当温度 高于800℃时，氧化膜开始向钛中溶解扩散，氮则在700℃以 上与钛发生强烈作用，形成脆硬的TiN。氧、氮在高温的α钛、 β钛中都容易形成间隙熔体，造成钛的晶格严重畸变，从而使 其强度，硬度提高，但塑性、韧性显著降低，而且氮与钛形 成的固溶体造成晶格畸变较氧更加严重。因此，氮更剧烈地 提高钛的强度和硬度，降低钛的塑性。金属薄板的塑性可以 用R/δ（板材弯曲半径与厚度之比）的比值表示。焊缝中氮或 氧含量对接头强度、弯曲塑性的影响。采用氩弧焊和等离子 弧焊接钛及钛合金时，如果氩气纯度达不到要求或焊缝热影 响区的保护不好、焊缝连接将随氩气中氧、氮和空气含量的 增加而硬度提高，氩气中氧、氮和空气量对工业纯钛焊缝硬 度的影响。
Байду номын сангаас
焊接接头的脆化
在钛及钛合金焊接时，为保护焊缝及热影响区免受空
气的污染，通常釆用高纯度的惰性气体或无氧氟—氯 化物焊剂。釆用无氧氟—氯化物焊剂进行焊缝时，熔 渣和金属发生化学反应；由于氟化物在液态金属中不 溶解，所以焊缝金属冷却后不会形成非金属夹杂，但 焊剂中一些元素可能入熔池。
焊接接头的脆化
有机物质；严格限制原材料中氢，氧、氮等杂物气 体的含量；焊前对焊丝进行真空去氢处理来改善焊 丝的含氢量和表面状态。
钛及钛合金焊接工艺分析
钛及钛合金焊接工艺分析随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们渐渐对钛合金焊接技术的应用重视起来。
众所周知，钛和钛合金焊接工艺是我们在进行焊接工作中的重点焊接环节，因为钛的比强度相对较高，且钛的耐海水性以及耐低温性也比较高，与此同时，钛也具备无磁透声等和防抗击震动等优点。
本文针对当前钛及钛合金焊接形状，对钛及钛合金具体焊接工艺进行详细分析和阐述，希望为我国焊接行业的发展贡献出一份力量。
广义来讲，钛及钛合金是以建筑结构材料形式产生的，同时由于钛及钛合金密度小以及抗拉强度相对较高等特点现已倍受青睐。
而在300摄氏度到500摄氏度的高温状态下，钛合金金属材料仍具备足够高的强度，并且钛及钛合金具备优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。
钛及钛合金焊接工艺特点分析工业纯钛的抗拉强度普遍偏低，要想使得工业纯钛强度达到标准要求，就得对其进行合金元素施加，对工业纯钛进行不同种类元素和不同数量元素的施加会使工业纯钛产生三种不同类型的钛合金。
其中，Ti-230材质的钛合金比较常用，一般加力燃烧室滚动轴承通常是由相应支撑环组件和加强环焊接组件共同构成。
钛及钛合金焊接组织和钛及钛合金相关焊接缺陷详述2.1.钛及钛合金焊接组织工业纯钛焊接组织和α钛合金组织两者在常温之下的显示状态为单相，但是两者的冷却速度却存在着特别大不同，因为其会根据不同的冷却速度进行锯齿状组织生成和针状组织生成。
机械性能相对于母材而言并不会发生较大变化，并且其具体焊接性能也非常良好。
一般而言，α+β钛合金是从相关β相中加以冷却分解出来的，而在此过程当中形成正规马氏体，但α'相数量和α'相形式都是按照钛及钛合金组成和钛及钛合金冷却速度加以进行细节变化的。
我们应该知道，当α' 相有所增加时，钛及钛合金延伸性以及钛及钛合金韧性就会受其影响而降低，此时Ti-6Al-4V的焊接性能也会有所下降，虽然β稳定元素钒含量已经处在5%以上。
钛及钛合金焊管标准
钛及钛合金焊管标准钛及钛合金焊管是一种广泛应用于航空、航天、化工、医疗等领域的重要材料。
在使用钛及钛合金焊管时，需要遵循一系列的标准和规范，以确保其质量和性能符合要求。
钛及钛合金焊管的标准包括了材料的化学成分、力学性能、尺寸和表面状态等方面的要求。
其中，最常用的标准有ASTM B338、ASTM B861和ASTM B862等。
这些标准规定了钛及钛合金焊管的材料、制造工艺、机械性能、化学成分和尺寸等方面的要求。
钛及钛合金焊管的材料要求符合相关标准的化学成分要求。
钛合金是由钛与其他金属元素合金化而成，其中最常见的是钛6-4合金，即由6%的铝和4%的钛组成。
这种合金具有优异的耐腐蚀性、高强度和良好的焊接性能。
在生产过程中，需要对原材料进行严格的质量控制，确保化学成分的准确性和稳定性。
钛及钛合金焊管的制造工艺要符合标准的要求。
一般来说，焊管的制造包括管坯的制备、焊接、热处理和表面处理等过程。
焊接是焊管制造过程中最关键的环节，影响着焊管的质量和性能。
常用的焊接方法有TIG焊、EBW焊和LASER焊等。
在焊接过程中，需要控制好焊接参数，确保焊缝的质量和可靠性。
钛及钛合金焊管的机械性能也是一个重要的指标。
机械性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等。
这些性能对于焊管的使用具有重要的影响。
根据不同的应用领域和要求，可以选择不同的钛及钛合金焊管，以满足特定的性能要求。
钛及钛合金焊管的尺寸和表面状态也需要符合标准的要求。
尺寸包括管径、壁厚和长度等方面的要求。
表面状态包括管子的表面光洁度、无缺陷和无杂质等要求。
这些要求旨在确保焊管的尺寸精度和表面质量，以满足不同领域的应用需求。
总结起来，钛及钛合金焊管的标准规范了焊管的材料、制造工艺、机械性能、化学成分和尺寸等方面的要求。
遵循这些标准，可以确保钛及钛合金焊管的质量和性能符合要求，提高其在航空、航天、化工、医疗等领域的应用价值。
未来，随着科技的进步和需求的增加，钛及钛合金焊管的标准也将不断更新和完善，以适应不断发展的市场需求。
钛及钛合金的焊接
钛及钛合金的焊接本文说尽阐述了钛及钛合金的材料特点及焊接性、并针对钛及钛合金焊接中易产生氧化、裂纹、气孔筹焊接缺陷，进行了焊接性试验。
能过对钛及钛合金焊接工艺规范的不断摸索，以及对试验过程出现的问题的合理分析，总结出钛及钛合金焊接工艺特点及操作要领。
一、钛及钛的分类及特点国产工业纯钛有TA1、TA2、TA3三种，其区别在于含氢氧氮杂质的含量不同，这些杂质使工业纯钛强化，但是塑性显著降低。
工业纯钛尽管强度不高，但塑性及韧性优良，尤其是具有良好的低温冲击韧性；同时具有良好的抗腐蚀性能。
所以，这种材料多用于化学工业、石油工业等，实际上多用于350℃以下的工作条件。
根据钛合金退火状态的室温组织，可将钛合金分为三种类型：α型钛合金、(α+β)型钛合金及β型钛合金。
α型钛合金中，应用较多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。
这种合金室温下，其强度可达到931N/mm2，而且在高温下（500℃以下）性能稳定，可焊性良好。
β型钛合金在我国的应用量较少，其使用范围有待进一步扩大。
二、钛及钛合金的焊接性钛及钛合金的焊接性能，具有许多显著特点，这些焊接特点是由于钛及钛合金的物理化学性能决定的。
1.气体及杂质污染对焊接性能的影响在常温下，钛及钛合金是比较稳定的。
但试验表时，在焊接过程中，液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用，而且在固态下，这些气体已与其发生作用。
随着温度的升高，钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升，大约在250℃左右开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，这些气体被吸收后，将会直接引起焊接接头脆化，是影响焊接质量的极为重要的因素。
（1）氢是影响氢是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。
焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显著，其主要原因是随缝含氢弹量增加，焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。
TiH2强度很低，故片状或针状卫HiH2的作用例以缺口，合冲击性能显著降低；焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很时显。
钛及钛合金的焊接
钛及钛合金手工TIG焊的工艺参数
板 坡 钨极 焊丝 焊接 焊接 氩气流量/(L/min)
厚 口 直径 直径 层数 电流
/m 形 /mm /mm
/A 主喷嘴 拖罩
背面
m式
喷嘴 孔径
/mm
0． I形 1． 1．0 1
5
5
30～5 8～10 14～16 6～8 10 0
③焊前工件及焊丝应仔细清理。
④根据不同的母材及性能要求，正确选择焊丝规范及焊后 热处理。
⑤施焊时应加强保护：T > 400℃时熔池采用Ar2保护，焊 正面时，背面也要Ar气保护。
1.氩气流量 2.气体保护 3.工艺参数
工业纯钛焊缝表面颜色与接头冷弯角的关系
焊缝表面颜 温度
色
/℃
保护效 果
银白色 金黄色
2.焊前准备 一.焊前清洗
• 1．机械清理
• 可用细砂布或不锈钢丝刷擦拭，或用硬质合金刮刀刮削待焊边缘，刮削 0.025mm即可去除氧化膜。然后用丙酮、四氯化碳或甲醇等溶剂去除坡 口两侧的手印、有机物质及焊丝表面的油污等
• 2．化学清理
• 如果钛板热轧后已经酸洗，存放中又生成新的氧化膜时，可在质量分数 为2％-4％的HF+质量分数为30％-40％的HN03 + H20 溶液中浸泡 15-20min，然后用清水冲洗干净并烘干。
钛及钛合金的焊接工艺
10材控1
李萧
5.3.3钛及钛合金焊接工艺
（1）焊接方法及焊接材料
钛及钛合金的性质活泼，溶解氮、氢、氧的能 力很强，常规的焊条电弧焊、气焊、CO2气体保 护焊不适用于钛及钛合金的焊接。用于钛及钛合 金的主要焊接方法及其特点见表5-37。应用最多 的是钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，等离子弧焊、 电子束焊、钎焊和扩散焊等也有应用。
钛及钛合金的焊接工艺方法
钛及钛合金的焊接工艺方法简介钛及钛合金是一种重要的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
焊接是钛及钛合金加工中常用的连接方法之一，本文将介绍钛及钛合金的焊接工艺方法。
1. 气体保护电弧焊（GTAW）气体保护电弧焊，又称为TIG焊。
该方法使用惰性气体作为保护气体，将钨熔丝作为电极，通过电弧在焊接部位形成熔池，实现钛及钛合金的焊接。
工艺流程1. 准备工作：清洁焊接部位，去除油污和氧化物。
2. 装配焊接设备：安装惰性气体供应系统和电弧焊机。
3. 调节焊接参数：根据钛及钛合金的厚度和焊接要求，调节电弧电流、气体流量等参数。
4. 开始焊接：将钨极接触焊接部位，通过脚踏开关启动电弧。
同时，用辅助材料（如焊丝）提供补充材料。
5. 焊接结束：焊接完成后，关闭电弧，并进行后续的冷却处理。
优势- 焊接质量高，焊缝外观美观。
- 焊接热输入量小，对焊接材料影响小。
- 钛及钛合金的焊接速度快，适用于大量生产。
2. 电阻焊接电阻焊接是利用电流通过接触部位产生热量，使接触部位熔化并连接在一起的焊接方法。
工艺流程1. 准备工作：清洁焊接部位，确保表面光洁。
2. 调节焊接参数：根据钛及钛合金的厚度和焊接要求，调节电流强度、焊接时间等参数。
3. 开始焊接：将待焊接的两块金属材料夹在电极夹具中，通电使其接触部位产生热量。
同时，用辅助材料（如焊接补偿材料）提供补充材料。
4. 焊接结束：断开电流，冷却焊接部位。
优势- 钛及钛合金的电阻焊接速度快。
- 可以焊接不同材料的组合。
- 适用于大面积焊接和连续焊接。
3. 激光焊接激光焊接利用激光束的高能量将焊接部位加热至熔化温度，实现钛及钛合金的焊接。
工艺流程1. 准备工作：清洁焊接部位，并进行定位和固定。
2. 调节焊接参数：设置激光功率、焦距和扫描速度等参数。
3. 开始焊接：使用激光束扫描焊接部位，将其加热至熔化，并通过辅助材料（如焊丝）提供补充材料。
4. 焊接结束：停止激光焊接，并进行后续的冷却处理。
钛及钛合金管道的焊接
钛及钛合金管道的焊接摘要：本文通过对钛及钛合金金属物理化学性质的总结，分析了钛合金的焊接性及其存在的主要缺陷，提出了相应的解决方案，以作为同类型项目的有益参考。
关键词：钛合金；焊接性；焊接工艺钛及钛合金是二十世纪四十年代末开始发展起来的一种优良的工业金属材料，其主要特点是密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的低温性能，并且具有某些特殊的物理、化学特性，如超导、记忆、储氢等特殊功能，因此在宇航、航空、化工、石油、冶金、电力、医疗等领域得到了广泛的应用。
我公司承接的美国某化工项目中涉及到大量的钛及钛合金管道的焊接，该项目采用美国ASTM标准，主要包括ASTM B861GR2，GR7和GR12等级别的材料。
其中ASTM B861GR2位纯钛管材，ASTM B861GR7为添加了0.12%到0.25%的钯元素的钛管，ASTM B861GR12为含钼0.3%，含镍0.8%的钛合金。
由于我国钛资源丰富，储量居世界首位，因此所有钛材都从国内采购，按美国ASME IX 标准进行焊接工艺评定和焊接。
由于这是我公司首次焊接上述钛及钛合金管道，没有现成的工艺可用，因此必须从分析钛及钛合金的物理化学性质及其焊接性开始，制定正确完善的焊接工艺，预判其焊接过程中可能出现的缺陷问题并提前制定预防方案，方能保证该项目的顺利进行。
1.钛及其合金的物理化学性质钛的主要物理性能为：密度4.5g/cm3，熔点1688℃，比热容522J/（kg·K），热导率16J/（m·s·K）。
钛有两种结构：882℃以下为密排六方晶格结构，称为α钛；882℃以上为体心立方晶格结构，称为β钛。
钛和常用的奥氏体不锈钢ASTM A312 TP304L的主要物理性能对比如下：从上表可以看出，钛的比强度接近不锈钢的3倍，这让钛材在某些要求强度高、重量轻的领域（如宇航）相对于不锈钢有不可替代的优势。
钛的化学性质活泼，对氧有极高的亲和力。
钛及钛合金的焊接性
钛及钛合金的焊接性简介钛及钛合金是一种具有优异性能的金属材料，其在航空航天、化工、医疗等领域有着广泛的应用。
然而，由于其特殊的化学特性和高熔点，钛及钛合金的焊接性相对较差。
本文将介绍钛及钛合金的焊接性能，包括它们的焊接方法、焊接材料以及焊接工艺参数等方面的内容。
1. 钛及钛合金的化学特性钛及钛合金具有以下化学特性： - 高熔点：钛的熔点约为1668℃，比绝大多数金属材料都要高。
- 强氧化性：钛具有很强的氧化性，容易与空气中的氧发生反应生成氧化钛，从而影响焊接质量。
- 低热导率：钛的热导率较低，导致焊接过程中热量聚集较大，容易产生焊接变形和残余应力。
2. 焊接方法钛及钛合金的焊接方法主要包括以下几种： - 气体保护电弧焊：气体保护电弧焊是一种常用的焊接方法。
在此方法中，钛及钛合金的焊接区域通过惰性气体（如氩气）进行保护，以防止氧与钛反应。
根据电弧是否直接接触工件，气体保护电弧焊可分为两种形式：非等离子弧焊和等离子弧焊。
- 电阻焊接：电阻焊接是一种将两个钛片或钛合金片通过压力和电流形成焊接接头的方法。
该方法适用于薄板材焊接，可以实现高强度、高气密性的焊接。
- 激光焊接：激光焊接是一种高能量密度焊接方法，可以实现高精度且无接触的焊接。
由于激光焊接具有快速加热和冷却的特点，因此可以减少热输入和热影响区域，从而降低焊接变形和残余应力。
3. 焊接材料钛及钛合金的焊接材料包括焊条、焊丝和焊剂。
选择合适的焊接材料对于实现良好的焊接质量至关重要。
- 焊条：钛及钛合金的焊条通常包括钛合金芯材和焊剂。
焊剂在焊接过程中起到保护气氛、清除氧化物和提供容量等作用。
常用的焊条有纯钛焊条和钛合金焊条。
- 焊丝：钛及钛合金的焊丝用于气体保护电弧焊和激光焊接等方法。
焊丝要具有良好的流动性和抗氧化性，并且与基材的化学成分相匹配。
- 焊剂：焊剂在焊接过程中起到清除氧化物、降低熔点和提供容量的作用。
常用的焊剂有钛酸钠、硼酸钠等。
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钛及钛合金的焊接1.钛及钛合金的种类及其特性 (2)1.1钛及钛合金的基本性能 (2)1.2钛及钛合金的分类 (3)2.钛及钛合金的焊接特点 (5)2.1钛的化学活性大 (5)2.2钛的熔点高、热容量大、电阻系数大、导热性差 (6)2.3焊接变形大，而且校正较困难 (6)2.4焊缝有形成气孔的倾向 (7)2.5接头区的脆化 (8)2.6焊接裂纹 (8)3.钛及钛合金的钨极氩弧焊 (9)3.1坡口制备 (10)3.2焊件及焊丝的清理 (10)3.3点固焊及装配 (11)3.4焊接材料选择 (11)3.5气体保护措施 (12)3.6气体保护措施及其使用范围 (13)3.7气体保护效果 (14)3.8焊接工艺参数的选择 (14)3.9焊后热处理 (15)1.钛及钛合金的种类及其特性钛及钛合金由于具有良好的强度、塑性、好的耐蚀性能和较高的高温强度。
最突出的是其高的比强度（强度极限与比重之比称为比强度），这使钛在化工、航空航天及其他的行业得到广泛的应用。
1.1钛及钛合金的基本性能钛位于元素周期表第ⅣB族。
钛原子序数为22，原子量为47.9。
钛具有金属光泽，熔点1668°C，密度为4.51g/cm3。
钛在高温及低温下具有良好的性能。
例如铝在150℃，不锈钢在310℃时就会失去其原有的性能；而钛在550°C时，其性能还保持不变。
在超低温下（－253°C）也能保持良好的性能。
利用其制成的零件，既可以减轻重量又不影响其强度。
表6-1中对钛、铁、铝、铜物理性能进行比较。
从表来看，钛的密度较小。
约为铁的一半。
钛的熔点和沸点都较高，比热介于铝与铁之间。
由于钛的导热系数是铁的四分之一，是铝的十三分之一。
与钢材焊接相比，钛材焊接时能量损失较小。
表6-1钛、铁、铝、铜物理性能比较金属性能Ti Fe Al Cu原子量47.955.8426.9863.54密度（g/cm3） 4.517.87 2.78.96熔点（°C）166815366601083沸点（°C）3260293024502595导热系数（W/(m°C)）15.0667.36200.83384.1电阻率（20°C）（×10-6Ωcm）429.71 2.69 1.673比热（20°C）（J/kgK）544.28711.75895.78380.99线膨胀系数（×10-6°C-1）8.4111.7624.316.5弹性模量（×103MPa）115.6419661.74107.8钛的弹性模数较小，这是它的缺点。
因此在许多情况下，用增加构件的截面积，来保证结构的足够刚度，并在钛中加入适当的合金元素，以提高它的弹性模数。
钛在海水以及潮湿环境中均有良好的抗腐蚀性。
钛的良好的抗腐蚀性，由于在其表面上形成了钝化层，这种钝化层可牢固地和基本金属联系在一起，从而放置金属表面和电解质直接接触。
钛表面上形成的氧化膜厚度，通常达到50~60埃（1埃=10-10米）。
因为氧通过氧化膜的扩散速度很小，所以氧化膜保护金属，防止继续氧化。
综上所述，钛及钛合金具有强度高、塑性好、比重轻、熔点高、抗腐蚀性能好等优点。
钛的缺点是弹性模数低、蠕变性大、生产过程复杂、价格昂贵等。
1.2钛及钛合金的分类工业纯钛的牌号分为TA1、TA2、TA3。
钛合金按性能和用途可分为结构钛合金、耐蚀钛合金、耐热钛合金、和低温钛合金等；按生产工艺，可分为铸造钛合金、变形钛合金、和粉末钛合金；根据退火组织，可分为α钛合金、β钛合金和α＋β钛合金三大类。
牌号分别TA、TB、TC和顺序数字表示。
TA4～TA10表示α钛合金，TB2～TB4表示β钛合金，TC1～TC12表示α＋β钛合金。
1.2.1工业纯钛工业纯钛的性质与纯度有关，纯度越高，强度和硬度越低，塑性越好，越容易加工。
钛在885°C发生同素异构转变。
在885°C以下为密排六方结构，称为α钛；在885°C以上为体心立方结构，称为β钛。
钛合金的同素异构转变温度随着加入合金元素的种类和数量不同而变化。
工业纯钛的再结晶温度为550～650°C工业纯钛中的杂质元素有氢、氧、铁、硅、碳、氮等。
其中氧、氮、碳与钛形成间隙固溶体，铁、硅与钛形成置换固溶体，起固溶强化作用，显著提高钛的强度和硬度，降低塑性和韧性。
氢以置换的方式固溶于钛中，微量的氢能够使钛的冲击韧性急剧下降，增大缺口敏感性，并引发氢脆。
1.2.2钛合金工业纯钛中加入合金元素便可以得到钛合金。
钛合金的强度、塑性、抗氧化性能显著提高，其相变温度和结晶组织发生相应变化。
（1）α钛合金α钛合金主要通过加入α稳定性元素Al和中性元素Sn、Zr等进行固溶强化而形成的。
α钛合金有时也加入β稳定元素，因此α钛合金又分为完全有α相单相组成的α合金、β稳定元素含量小于20％的类α合金和能够时效强化的α合金（Cu＜2.5%的Ti－Cu合金）。
α钛合金主要合金元素是铝，铝溶入钛中形成α固溶体，从而提高结晶温度。
含铝5％的钛合金，其在结晶温度从纯钛的600°C 提高到800°C；从而提高耐热性能和力学性能也有所提高。
铝还能够扩大氢在钛中的溶解度，减少形成氢脆的敏感性，但铝的加入量不宜过多，否则容易出现Ti3Al相而引起脆性，通常铝含量不超过7％。
α钛合金具有高温强度好，韧性好，抗氧化能力强，焊接性能优良，组织稳定等特点，强度比工业纯钛高，但加工性能比β和α＋β合金差。
α合金不能进行热处理强化，但可以通过600～700°C的退火处理消除加工硬化；或通过不完全退火（550～650°C）消除焊接时的应力。
（2）β钛合金β钛合金的退火组织完全由β相组成，β合金含量含有很高比例的β稳定元素，使马氏体转变β→α进行的很缓慢，在一般工艺条件下，其组织几乎全部为β相。
通过时效处理，β钛合金的强度可以得到提高，其强化机理是α相或化合物的析出。
β钛合金在单一β相的条件下的加工性能良好，并具有优良的加工硬化性能，但高温性能差，脆性大，焊接性能差，容易形成冷裂纹，在焊接结构中应用较少。
（3）α＋β钛合金α＋β钛合金的组织是由α相和β相两相构成。
其钛合金中含有α稳定元素Al，同时为了进一步强化合金，加入中性元素Sn、Zr等和β稳定元素，其中β稳定元素地加入量不超过6％。
α＋β钛合金兼有α相和β相合金的特点，既具有良好的高温变形能力和热加工性能，又可以通过热处理强化提高强度。
但是，随着α相比例的增加，其加工性能变差；随着β相比例增加焊接性能变差。
α＋β钛合金退火状态时断裂韧性高，热处理状态时比强度大，加工硬化倾向较α和β钛合金大。
α＋β钛合金的室温、中温强度比α钛合金高，并且由于溶解氢等杂质的能力较α相大，因此，氢对α＋β钛合金的危害较α钛合金小。
由于α＋β钛合金力学性能可以在较宽的范围内变化，从而可以使其适应不同的用途。
TC4（Ti－6Al－4V）是应用最广泛的α＋β钛合金，其基本组成时α相和β相。
但在不同的热处理条件下，两相的比例、性质和形态是不同的。
将TC4合金加热到不同的温度后空冷即可得到不同的组织。
TC4钛合金的室温强度高，在150～350°C时具有良好的耐热性能。
此外，还具有良好的压力加工和焊接性能，焊后可以不做任何热处理即可使用，而且可以通过焊后的固溶和时效处理进一步强化。
2.钛及钛合金的焊接特点钛及钛合金的焊接性能具有许多显著的特点，这些特点是由钛及钛合金的物理性能所决定的。
2.1钛的化学活性大不仅在熔化状态，即使在400℃以上的高温固态下，钛也极易被空气、水分、油脂、氧化膜等污染，吸收氧、氮、氢、碳等杂质，使焊接接头的塑性和韧性显著降低，并易引起气孔。
因此，焊接时对熔池、焊缝及温度超过400℃的热影响区都要加以妥善保护。
（1）氧和氮的影响氧、氮均是α稳定元素氧在α钛、β钛中的最大溶解度分别是14.5％（原子）和1.8（原子），氮则为7％和2％（原子）。
钛与氧在600°C以上发生强烈，当温度高于800°C时，氧化膜开始向钛溶解扩散。
氮则在700°C以上与钛发生强烈的作用，形成硬脆的TiN。
氧和氮在高温的α钛和β钛中都容易形成间隙固溶体，造成钛晶格的严重变形，使强度、硬度提高，但塑性、韧性显著降低。
而且氮与钛形成的固溶体造成的晶格畸变较氧更加严重。
因此，氮比氧更剧烈地提高钛的强度和硬度，降低钛的塑性。
（2）氢的影响氢的β相稳定元素，在β钛中溶解度中，而在α钛中的溶解度很小。
钛与氢在325°C时发生共析转变β→α＋γ。
在325°C以下氢在钛中的溶解度急剧下降，常温时仅为0.00009％。
共析转变析出的氢化物TiH2（γ相），TiH以细片状或针状存在，其断裂强度很低，在钛中成为微裂纹源，引起接头塑性和韧性下降。
为防止氢造成的脆化，焊接时要严格控制氢的来源。
首先从原料入手，限制母材和焊材中的氢含量以及表面吸附的水分，提高氩气的纯度，使焊缝中的氢含量控制在0.015％以下。
其次可以采取冶金措施，提高氢的溶解度。
添加5％铝，在常温下可是氢在α钛中的溶解度达到0.023％。
添加β相稳定元素Mo、V可使室温组织中残留少量的β相，溶解更多的氢，降低焊缝的氢脆倾向。
当焊接重要构件时，可将焊丝、母材放入真空度为0.0130－0.0013Pa的真空退火炉中加热至800～900°C，保温5～6h进行脱氢处理，将氢的含量在0.0012％以下，可以提高焊接接头的塑性和韧性。
（3）碳的影响碳的主要源于母材、焊丝和油污等，常温时碳在α钛中的溶解度为0.13％。
在溶解度的范围内，碳以间隙的形式固溶于α钛中，使钛的强度提高，塑性下降，但影响不如氧和氮显著。
碳超过溶解度时析出硬脆的TiC，并呈网状分布，其数量随碳含量的增高而增加，使得焊缝的塑性迅速下降，在焊接应力作用下容易产生裂纹。
因此，碳在钛及钛合金中的含量不得不超过0.1％，当钛及钛合金中的碳含量达到0.28％时，焊接接头变得很脆。
此外焊缝中含碳量应小于母材的含碳量。
焊前应仔细清理清理焊件和焊丝上的油污，避免焊缝增碳。
（4）合金元素的影响在钛中加入Al、Ni、Si、Nb、Cr、Mn V Mo等合金元素能够提高钛合金的强度，有时为获得某些特殊的性能，如抗氧化性能等，还加入不同的合金元素，这些合金元素的加入，将会使钛合金的相变温度及组织结构都发生较大的变化，影响钛及其合金的焊接接头性能。
Al元素不仅能够提高钛及合金焊接接头的强度，还能提高焊缝的热强性，抗腐蚀性、抗蠕变和抗氧化能力。
焊缝中Al含量小于3%时，不会改变熔化金属的微观组织；荡含5%Al时，焊缝金属就会产生针状组织，使焊缝的塑性有所下降；含Al7%时，接头塑性下降，其冷弯角仅为不含Al的钛的焊接接头的40%，但焊接接头的冲击韧性变化不大，所以焊接时应控制焊缝中的Al含量不超过6%，焊缝中的Sn含量一般控制在8～10%的范围，不仅有利于提高焊缝金属的塑韧性，还能提高接头的抗拉强度。