宝山钛合金焊接加工厂家

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。

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。

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。

钛及钛合金焊接时，焊枪喷嘴保护熔池，拖罩保护冷却中的焊接接头的正面，垫板保护焊接接头的背面。钛及钛合金焊接所用的焊枪与焊接铝、不锈钢的焊枪不同，常用大直径喷嘴，手工焊时，喷嘴直径为14 ~20mm，自动焊时为16 ~22mm。拖罩能保护温度在400℃以上的焊缝和热影响区，拖罩的形状和尺寸应随焊件厚度、冷却方式、焊接电流、焊缝形状等因素而定。拖罩应贴在焊接区随焊枪一起移动。焊缝背面可用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气，铜垫板中也可吹送保护气，或用拖罩贴在焊缝区背面随着焊接一起移动。

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。

钎焊在钛合金焊接中得到了广泛的应用，但是钎焊通常只用于焊接小型薄壁构件，不适合大厚度钛合金的焊接。由于钛合金的特性，它在航空航天领域必将有着更广阔的应用前景，也为焊接技术的发展提出了新的挑战，开发研制的钛合金焊接工艺也必将大大推进钛合金在航空航天领域的应用。