钛及钛合金的焊接
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。
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。
钛及钛合金焊接技术
钛及钛合金焊接技术摘要：随着我国社会生产力的快速发展，我国综合实力得到了显著的提高，科学技术也在发展中得到了不断地完善。
先进的焊接技术是能够降低材料的消耗以及减轻结构质量的有效途径。
本文对钛及钛合金焊接技术，钛及钛合金焊接特点进行了分析。
关键词：钛及钛合金；焊接技术；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。
随着产业结构的变化和科学技术的发展，先进的焊接结构是降低材料消耗、减轻结构质量的有效途径, 各种焊接技术将有着广阔的应用前景。
1.慨况钛及其合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性，在航空、航天、造船、化工等工业部门中得到广泛应用。
钛属于多晶形材料，基本上决定了钛合金焊接时的行为。
适于钛及其合金的焊接方法有很多，但对焊接方法的分类国内外各有差异，把它分为 3 大类：族系法、一元坐标法和二元坐标法。
而最常用的族系法又分为 3 种：熔化焊接、固相焊接及钎焊。
钨极氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等熔化焊接方式在钛及钛合金的焊接中应用广泛，在钛及钛合金的焊接中，钎焊适于焊接受载不大或在常温下工作的接头，对于精密的、微型复杂的及多钎缝的焊件尤其适用。
其他焊接方法如：高频焊、爆炸焊、摩擦焊、扩散焊等随着焊件的具体焊接情况而采用相应地焊接方法。
二、钛及钛合金焊接特点1.钛及钛合金的物理、化学性能。
钛的化学活性强，随着温度的增高，其化学活性也将迅速增大，并在固态下能强烈地吸收各种气体。
例如：将纯钛板加热到300℃时，在钛板表面就会吸附氢气；而加热至400℃时即吸收氧气；600℃吸收氮气。
含有氧、氮、氢等杂质元素的纯钛，焊接接头的强度显著提高，而塑性和韧性急剧下降。
钛的熔化温度高、热容量大、电阻系数大、热导率比铝、铁等金属低，所以钛的焊接熔池具有更高的温度、较大的熔池尺寸，热影响区金属在高温下的停留时间长，因此，易引起焊接接头的过热倾向，使晶粒变得十分粗大，接头的塑性显著降低。
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。
钛及钛合金手工钨极氩弧焊焊接参数
钛及钛合金手工钨极氩弧焊焊接参数下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
有色金属的焊接(Ti)
5
(1)氧的影响
6
(2)氮的影响 (3)氢的影响 (4) Nhomakorabea的影响由于以上原因，对钛及钛合金的焊接工艺提出了特殊的要求。 氩弧焊应用较广，只是在应用氩弧焊时，对氩气纯度要求很高。 近些年来，真空电子束焊及等离子弧焊也得到了应用。
7
(二)焊接接头组织和性能的变化
除上面由杂质污染接头导致脆化外，焊接接头还会因焊接 相变引起性能（主要是塑性）的变化。
当母材和焊丝质量不合格时，特别当焊丝有裂纹、夹层等 缺陷时，在裂纹、夹层处存在大量的有害杂质时，则可能促使 焊缝产生热裂纹。
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三、钛及钛合金的焊接工艺要点 ► (一)焊前准备 ► 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。 ► 热轧后未经酸洗的钛板，氧化膜较厚，先进行碱洗，冲洗后 再进行酸洗，之后用热水、冷水分别冲洗，用白布擦拭、晾干。 ► 经酸洗的焊件、焊丝应在4h内焊完，对焊件应采用塑料布掩 盖防止沾污。
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3．坡口形式和定位焊 ： 在选择坡口形式及尺寸时，尽量减少焊接层数和填充金属量，以降 低焊缝的累积吸气量，防止接头塑性下降。 定位焊是减少焊接变形的主要措施之一 ，一般焊点间距为 100150mm，长度约l0-15mm，定位焊所用的焊丝、焊接参数及保护气体 等条件与正式焊接相同，在每一定位焊点停弧时，应延时关闭氩气。 (二)焊接方法的选择 钛及钛合金采用的焊接工艺方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等 离子弧焊和真空电子束焊，也可采用电阻点焊和缝焊、钎焊、扩散焊、 激光焊等。 1．钨极氩弧焊(TIG焊) 对处于 400 ℃以上的熔池后部焊缝及热影响区，均应用拖罩进行氩 气保护，焊缝背面也应采取相应的保护措施。 保护效果的好坏，可用焊接接头的颜色来鉴别。
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。
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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。
这是保证钛及其合金焊接质量的关键。
延迟裂纹的产生在焊后一段时间内，钛及其合金的近缝区很容易产生裂纹，这是由氢从高温熔池向低温热影响区的扩散引起的。
随着氢含量的增加，析出的钛氢化合物增加，热影响区脆性增大，再加上析出的氢化物体积膨胀时产生的组织应力，导致裂纹的产生。
四、钛及钛合金TIG焊接工艺及参数的选择
1、焊前准备
焊件和钛焊丝表面质量对焊接接头的力学性能有很大影响因此必须严格清理。
铁板及钛焊丝可采用机械清理及化学清理两种方法。
1.1机械清理对焊按质量要求不高或酸洗有困难的焊件，可用细砂纸或不锈钢丝刷擦拭，但最好是用硬质合金黄色刮削钛板，去除氧化膜。
1.2化学清理。
焊前可先对试件及焊丝进行酸洗，酸洗液可用
HF5%+HNO335%的水熔液。
酸洗后用净水冲洗，烘干后立即施焊。
或者用丙酮、乙醇、四氯化碳、甲醇等擦拭钛板坡口及其两侧（各50mm 内）、焊丝表面、工夹具与钛板接触的部分。
2、焊接设备的选择钛及钛合金金钨板氩弧焊应选用具有下降外特性、高频引弧的直流氩弧焊电源，且延迟递气时间不少于15秒，避免焊遭受到氧化、污染。
3、焊接材料的选择氩气纯度应不低于99.99%，露点在-40℃以下，杂质总的质量分数<0.001%。
当氩气瓶中的压力降至0.981MPa 时，应停止使用，以防止影响焊接接头质量。
原则上应选择与基本金属成分相同的钛丝，有时为了握高焊缝金属塑性，也可选用强度比基本金属稍低的焊丝。
4、气体保护及焊接温度钛管接头在焊接是地，为了防止焊接接头在高温下被有害气体及元素污染，必须对焊区及焊缝进行必要的焊接保护与温度控制，其温度应在250℃以下。
保护与温度控制的主要方法：一是对表面焊缝加保护气体拖罩；二是将被焊接头管内充满保护气体。
保护气采用氩气，其纯度应≥99.99％。
保护气体的流量应满足焊接技术要求（见表1）
表 1
5、焊接参数的选择
5.1钛合金焊丝。
填充焊丝的牌号应根据母材来选择，一般采用与母材同质的原则，有时为了提高接头的塑性，也可以选择比母材合金化程度稍低的焊丝，推荐威欧丁焊接公司亲测的军品钛焊丝VOD301纯钛和钛合金系列。
焊丝直径应根据母材厚度来选择（见表2）
表 2
5.2 钨极。
最好选用铈钨极，其直径根据钛合金管壁厚选择，一般在1.0～3.0mm，钨极端部应磨成30～45度锥形。
6、坡口形式的选择原则尽量减少焊接层数和焊接金属。
随着焊接层数的增多，焊缝累计吸气置增加，以至影响焊接接头性能，又由于钛及钛合金焊接时焊接熔池尺寸较大，因此试件开单V型70~80°坡口。
7、试件组对及定位焊为了减少焊接变形，焊前进行定位焊，一般定位焊间距为100~150mm，长度为10~15 mm。
定位焊所用的焊丝、焊接工艺参数及气体保护条件应与焊接接头焊接时相同。
间隙
0~2mm，钝边0~1.0mm。
五、钛及钛合金手工钨极氩弧焊操作要领
1、手工氩弧焊时，焊丝与焊件间应尽量保持最小的夹角
（10~15°）。
焊丝沿着熔池前端平稳、均匀的送入熔池，不得将焊丝端部移出氩气保护区。
2、焊接时，焊枪基本不作横向摆动，当需要摆动时，频率要低，摆动幅度也不宜太大，以防止影响氩气的保护。
3、断弧及焊缝收尾时，要继续通氩气保护，直到焊缝及热影响区金属冷却到350℃以下时方可移开焊枪。
六、注意事项
1、施工人员和焊工应佩戴洁净的白细纱布手套（严禁佩戴棉线手套）。
2、经处理的焊区严禁用手触摸和接触铁制物品。
3、焊接工作尽可能在室内进行，环境风速应≤0.5m/s，避免受穿堂风影响。
4、焊接时应尽可能采用短弧焊接，采用小的焊接热输入，喷嘴与焊件保持70～80度的夹角。
对接管定位焊时，其对接间隙一般为0.5mm 左右。
5、每道焊缝应尽可能一次焊完，必须接焊的焊缝，在焊前应将接口处清理干净，焊肉搭接长度为10～15mm。
6、焊接时，焊炬不应左右摆动，焊丝熔化端不得移出气体保护区。
7、施焊引弧时应提前送气，熄弧时不能马上抬起焊炬，应延后供气，直到温度降至250℃以下。
8、气体保护拖罩与焊炬的距离应以最短为佳，与管壁接触的间隙力求最小。
9、进行管对接焊时，为了达到单面焊双面成形要求，焊接分两次进行：一次为封底焊接（封底焊时可以不用填充材料），另一次为成形焊接。
10、多层焊时，必须等前一焊道完全冷却后，再焊下一焊道。