钛及钛合金焊接工艺分析

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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。

TC4钛合金焊接工艺分析

／径／ｍｍ径／ｍｍｍｍ
≤２２～３２ｌ
钛具有高比强度、高温、韧性、密度、热性耐高低导
能好、宽的工作温度范围和抗疲劳性好等优点，其较尤
是具有优异的抗腐蚀性能，在大多数酸、、及海能碱盐水中不腐蚀。此，在国防、空、天、油、工等因钛航航石化
一
参数喷嘴孔径／ｍｍ
钨极直径／ｍｍ
数值３２．
５
参数填充丝速度／（ｈｍ／）
填充丝直径／ｍｍ
数值９６
１Ｏ．
种活泼金属，接后出现的突出问题是气体等杂质焊
污染而引起焊接接头脆化、孔和裂纹。气
１２等离子弧焊．
１３．
真空电子束焊
应用真空电子束焊焊接Ｔ４合金能获得很高的ｃ钛
接头质量。为电子束能量密度大，度极高，缝深因温焊宽比可达２：，件不开坡口，单边快速焊接厚达５５１焊可０ｍｍ以上的钛及钛合金板，能焊极薄的焊件。子束也电
ＦｅＳｉＣＮＨＯ
ｌ化学成分组
Ｔ．Ａ１Ｖｉ．６４
Ｔｉ
ＡＩ
Ｖ
基５５～６８．．．３５～４５．Ｏ．５．Ｏ．５．ｌ０１．Ｏ３Ｏ１Ｏ１Ｏ０ＯＯ５．５

钛合金焊接工艺材料方案

钛合金焊接工艺材料方案钛合金作为一种重要的结构材料，在航空航天、汽车制造、海洋工程等领域起着举足轻重的作用。

然而，由于其高强度、耐腐蚀性以及独特的物理性质，钛合金的焊接难度较大。

本文将对钛合金焊接工艺和材料方案进行详细讨论，以提供一种优化的焊接方法。

一、选择合适的焊接工艺在钛合金焊接过程中，选择合适的焊接工艺至关重要。

常见的钛合金焊接工艺包括TIG（钨极氩弧焊）、MIG（氩弧焊）、EB（电子束焊）等。

根据焊接需求和具体情况，选择适合的工艺可有效提高焊接质量。

1. TIG焊TIG焊是一种常用的钛合金焊接工艺，通过在焊接区域加热并添加钨电极和保护性气体，实现焊接的目的。

在TIG焊接过程中，需要使用纯钨电极和纯钛或钛合金焊丝。

此外，在焊接过程中，需要保持焊缝的干燥以避免氢的吸收。

2. MIG焊MIG焊也是一种常用的钛合金焊接工艺，它通过在焊接区域引入惰性气体（如氩气）保护焊接区域。

相比TIG焊，MIG焊具有更高的焊接速度和更强的焊接功率。

然而，MIG焊接需要使用适当的钛合金焊丝，并且需要精确控制气体流量和电流。

3. EB焊EB焊是一种高能电子束焊接技术，它利用高速电子束来加热和熔化焊接区域。

EB焊接具有较高的焊接效率和更好的焊接质量，但设备成本较高，适用于对焊接质量要求较高的高端领域。

二、选择合适的焊接材料除了选择适当的焊接工艺外，选择合适的焊接材料也是确保焊接质量的关键因素。

1. 钨极钨极是TIG焊接过程中使用的电极材料，要求钨电极具有高熔点、低蒸发率和良好的切削性能。

常见的钨极主要包括纯钨极和钨合金极，根据具体需求选择合适的钨极材料。

2. 焊接丝在TIG和MIG焊接过程中，焊接丝是必不可少的材料。

钛合金焊接丝应具有与基础材料相似的成分和性能，以保证焊接接头的强度和耐腐蚀性。

常用的焊接丝包括纯钛焊丝、钛合金焊丝和复合焊丝等。

3. 气体保护焊接过程中的气体保护对焊接质量具有重要影响。

常用的惰性气体包括氩气、氦气和氮气等，其中氩气是最常用的气体保护剂。

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。

钛合金焊接工艺的探讨

低熔点共晶很难在晶界出现，有效结晶温度区
间窄，加之焊缝凝固时收缩小，因此很少出现
焊接热裂纹，但保护不好时，可出现应力裂纹和冷裂纹。
（）气孑４Ｌ
钛是一种活泼金属，常温下能与氧反应生
成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀
保护焊。
（）源采用直流正接。５电
关键词钛合金氩孤焊焊接工艺屏蔽电泵
屏蔽电泵以其无泄漏、操作运行方便等特点成为化工行业的重要输送设备。为了满足化工介质输送的特殊要求，我厂决定在Ｐ４一２ＢＯ５
—
３００Ｃ以上极易与氢反应，６０Ｃ以上极易与氧０反应，０７０Ｃ以上极易与氮反应。而空气中含有大量的氧和氮，因此在焊接高温下钛很容易被氧化。焊接时焊缝金属和高温近缝区，不管是正面还是背面，如果不能受到有效的保护，就
１５０７ —２屏蔽电泵的基础上开发新产品２／．５
—
—
钛合金屏蔽电泵。技术人员首先对新材料
进行了技术探讨和工艺试验，为钛合金屏蔽电
很容易受到空气等杂质的沾污而发生脆化。尤
其是焊缝区，一旦受到杂质沾污，其脆化程度会更严重。（）焊接相变引起性能变化２
３７
经着色探伤及水压试验证明，按上述工艺
焊接的Ｐ４ — ２ — １５０７ — ２钛合金屏蔽Ｂ０５２／．５

探讨钛管焊接技术措施与工艺控制要点

探讨钛管焊接技术措施与工艺控制要点本文首先介绍了钛的焊接性，然后分析了钛管焊接技术措施，最后探讨了钛管焊接工艺控制要点。

标签：钛管焊接；技术措施；工艺控制；要点钛及钛合金是一种优良的金属结构材料，与钢相比具有密度小（约4.5g/cm2）、抗拉强度高、比强度大等特点，在300～500℃高温下钛合金仍具有足够高的强度和良好的高温性能，在航空、航天、石油化工、造船等工业部门日益获得广泛的应用。

在化工烧碱项目中就有TA2管道安装。

1 钛的焊接性1.1钛的熔点为1668℃，密度小，导热系数低。

焊接时，焊缝区易产生粗大晶粒，形成过热组织而使塑性下降；焊接冷却较快又易产生不稳定的脆性钛马氏体，同样使得焊接接头的塑性下降，焊接施工中，对线能量和冷却速度要严格控制。

1.2钛的弹性模量小，焊接变形大；冷变形的回弹能力大成形困难。

要采取措施预防变形。

1.3常温下钛的化学性质稳定，耐腐蚀性强。

当达到熔融状态时，钛能够与周围气态元素氢、氧、氮、碳发生剧烈的化学反应，生成化合物，从而严重地影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。

必须采取钨极氩弧焊，并充分氩保护。

1.4铁的存在，会在富铁相区与A相区建立自发电池，产生电偶腐蚀，特别在是焊缝和热影响区会产生“优先腐蚀”；同时铁污染会导致加速吸氢，形成氢脆裂纹。

因此，在焊接中要避免铁的污染。

1.5钛不能与其它金属熔焊，且易形成脆性的金属间化合物，引起焊缝脆化。

2 钛管焊接技术措施为了使钛管焊接能够顺利进行，现场焊接施工中采取的主要技术措施有：妥善的防污染措施、严格的清理措施及有效的惰性气体保护措施。

2.1防污染措施2.1.1准备好实施条件在钛管预制加工和焊接前，就要准备好下列实施条件。

2.1.1.1设置专用场所事先为钛管预制加工与焊接准备好专用场所。

专用场所应设在封闭良好的厂房内，严禁碳钢、低合金钢材料混入，更不许在同一场所加工、焊接。

加工场地应保持清洁、干燥且通风良好。

焊接作业尽量安排在室内进行，需要在室外焊接时应安装接口，要搭设好防风、防雨、防雪设施，以避免自然环境的不利影响。

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

配合其他保护措施以增强保护效果
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。

钛合金的焊接

钛合金的焊接(1)熔化极氩弧焊(MIG焊) 对于钛及钛合金的中、厚板采用MIG焊可以减少焊接层数，提高焊接速度和生产率。

但MIG焊飞溅大，影响焊缝成形和保护效果。

MIG焊一般采用细颗粒过渡，使用焊丝较多，填充金属受污染的可能性大，因此对保护要求比TIG焊更为严格。

TIG焊的拖罩可用于MIG焊，但由于MIG焊焊接速度快，金属的高温区段较长，拖罩应加长，并采用流动水冷却。

MIG焊的焊接材料选择与TIG焊相同，但对气体纯度和焊丝的表面清洁度要求更高。

厚度15~25 mm的板材可选用90˚单面V形坡口。

钛及钛合金MIG焊的工艺参数见表8—26。

表8—26钛及钛合金MIG焊的工艺参数材料焊丝直径/mm 焊接电流/A焊接电压/V焊接速度/（cm/s-1）坡口形式氩气流量/（L·min-1）焊枪拖罩背面纯钛 1.6 280~300 30~31 1 Y型70˚20 20~30 30~40 TC4 1.6 280~300 31~32 0.8 Y型70˚20 20~30 30~40(2)等离子弧焊等离子弧焊具有能量密度大、穿透力强、效率高等特点，所用气体为氩气，很适合钛及钛合金的焊接。

液态钛的表面张力大、密度小，有利于采用穿透形等离子弧焊工艺，5～15 mm的钛及钛合金板材可一次焊透，并可有效防止气孔的产生。

熔透法等离子弧焊接工艺适合于焊接各种板厚，但一次焊接的厚度较小，3 mm以上的板需要开坡口。

5．焊后热处理钛及钛合金焊接接头在焊后存在很大的焊接残余应力，如果不及时消除，会引起冷裂纹，还会增大接头对应力腐蚀开裂的敏感性，因此焊后须进行热处理。

采用合理的退火规范可完全消除内应力并能保证较高的强度，而且空冷时不产生马氏体或少产生马氏体，故塑性也较好。

为防止工件表面氧化，热处理应在真空或惰性气体中进行。

几种钛及钛合金的焊后热处理工艺参数见表8—27。

表8-27 几种钛及钛合金的焊后热处理工艺参数材料工业纯钛TA7 TC4 TC10 加热温度/℃482~593 533~649 538~593 482~649保温时间/h 0.5~1 1~4 1~2 1~4。

钛合金焊接工艺

2、钛及钛合金焊接特点
焊接裂纹：熔点高，热容量大，导热性差，形成的熔池大，焊缝和热影响区金属高温停留时间长，晶粒长大，降低接头塑性和韧性，易于产生焊接裂纹。 O、H、N多时，焊缝和HAZ变脆，易于产生冷裂纹，延迟裂纹焊缝气孔：氩气、母材、焊丝中O2、N2、H2、CO2、H2O都可以引起气孔其中H是形成气孔的组要气体。措施：加强清理（机械清理和化学清理），缩短焊接时间，良好的焊接工艺等。
2、钛及钛合金焊接特点
国外在20 世纪50年代就开始进行研究. 美国在1956 年第一次对钛与钢直接进行点焊,由于接头发脆没有成功。一般认为铁在α-Ti 中溶解度极小,这样在钛-铁焊缝中除了有铁在α-Ti 中的固溶体外,还形成了脆性的TiFe 型-金属间化合物,这些相的硬度达Hv600 ,有的甚至到Hv800～1050 ,致使焊缝发脆,在冷却过程中形成裂纹,TiFe 型及TiC 等脆性相是导致焊缝开裂的主要原因。为使钛与铁能焊在一起,必须在焊接过程中避免产生这些脆性相,解决这个问题的途径可以归纳为以下几种: (1) 用一种与钛、铁两元素能形成连续的或宽范围固溶体的金属来直接进行焊接; (2) 用一种或两种与钛、铁两元素有好的可焊性的金属作为中间填料, 使钛与钢间接地焊接起来; (3) 采用低于钛、铁熔点的焊接方法。
1、钛合金特点、分类及性能钛合金
钛合金：加入Al、稳定相，中性元素Sn、Zr。加入Al 5％，再结晶温度600 ——800 ，耐热性提高，减少H的敏感性，过多（7％），Ti3Al相——脆性。钛合金高温强度高、韧性好，抗氧化能力强，焊接性好，组织稳定，但加工性比钛合金和＋钛合金差，不同进行热处理强化，只是 600 ℃——700 ℃退火消除加工硬化， 500 ℃——600 ℃不完全退火消除焊接残余应力。钛合金：含有稳定元素，含Mo、V、Cr。通过时效热处理，单一相加工性能良好，但高温性能差，焊接性很差，易于形成冷裂纹，焊接结构中很少用。

钛焊接工艺(3篇)

第1篇钛焊接作为一种重要的金属连接方式，在航空航天、化工、石油、海洋工程等领域具有广泛的应用。

钛合金因其优异的性能，如高强度、低密度、良好的耐腐蚀性、耐高温性等，成为现代工业中不可或缺的材料。

钛焊接工艺的研究与改进，对于提高钛合金制品的质量和性能具有重要意义。

本文将从钛焊接的基本原理、常用方法、焊接参数及质量控制等方面进行探讨。

一、钛焊接的基本原理钛焊接的基本原理是利用焊接过程中产生的热量，使钛金属达到熔化状态，通过冷却凝固形成牢固的焊接接头。

钛焊接过程中，金属的熔化、冷却和凝固是连续进行的，焊接接头的质量与这些过程密切相关。

二、钛焊接常用方法1. 熔化极气体保护焊（GMAW）GMAW是钛焊接中最常用的方法之一，也称为TIG焊。

该方法使用钨电极和非熔化极气体（如氩气、氦气等）保护焊接区域，以防止氧化。

GMAW焊接具有较高的焊接速度和良好的焊接质量，适用于各种钛合金的焊接。

2. 等离子弧焊（PAW）PAW是利用等离子弧产生的高温进行焊接的方法。

等离子弧能量集中，焊接速度高，焊接热影响区小，适用于薄板钛合金的焊接。

3. 激光焊接（LW）激光焊接是利用高能激光束进行焊接的方法。

激光焊接具有热影响区小、焊接速度快、焊接质量高等优点，适用于复杂形状钛合金构件的焊接。

4. 电子束焊（EBW）电子束焊是利用高速运动的电子束撞击金属表面，产生高温熔化金属，形成焊接接头的方法。

EBW焊接具有焊接热影响区小、焊接质量高等优点，适用于精密钛合金构件的焊接。

5. 电阻焊电阻焊是利用电流通过金属产生的电阻热进行焊接的方法。

电阻焊具有焊接速度快、焊接质量好等优点，适用于大批量生产。

三、钛焊接参数1. 焊接电流焊接电流是影响焊接质量的关键因素之一。

焊接电流过大，易产生热裂纹；焊接电流过小，则焊接速度慢，焊接接头质量差。

2. 焊接电压焊接电压与焊接电流共同决定了焊接热输入。

焊接电压过高，易产生气孔；焊接电压过低，则焊接接头强度低。

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。

钛及钛合金焊接工艺分析示范文本

钛及钛合金焊接工艺分析示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月钛及钛合金焊接工艺分析示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐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，钛也具有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有足够高的强度，并且钛及钛合金具有优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。

其中，Ti-230材质的钛合金较为常用，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。