鈦材料焊接工藝

1. 焊接性分析

（1）間隙元素沾污引起脆化

鈦在高溫下有很強的化學活潑性。鈦在300℃以上快速吸氫，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮。所以鈦在焊接過程及焊后冷卻過程中若得不到有效保護，必然引起塑性下降，脆性增加。一般鈦材中碳的質量分數控制在0.1%以下。碳超過其溶解度時生成硬而脆的TiC，呈網狀分布，容易引起裂紋。

（2）熱裂紋

由于鈦及鈦合金雜質含量少，故不易產生熱裂紋，但如果焊絲質量不合格，特別是焊絲存在裂紋、夾層等缺陷，存在大量雜質時，則可能引起焊接熱裂紋。

（3）熱影響區可能出現延遲裂紋

焊接時由于熔池和低溫區母材中的氫向熱影響區擴散，引起熱影響區氫的聚集，在不利的應力條件下會引起裂紋。

（4）氣孔

氣孔是焊接鈦及鈦合金時*常見的缺陷。一般有兩類，焊縫中部氣孔和熔合線氣孔。在焊接線能量較大時氣孔一般位于熔合線附近。焊縫氣孔的形成原因主要在于焊接區，特別是由于對接端面被水分、油脂污染所致。

2．焊接工藝

（1）焊接方法

焊接方法采用GTAW，采用直流正接，使用帶有高頻引弧和衰減熄弧裝置的焊機。

（2）焊接材料

焊絲的選用應使在正常焊接工藝下的焊縫在焊后狀態的抗拉強度不低于母材退火狀態的標準抗拉強度下限值，焊縫焊后狀態的塑性和耐蝕性能不低于退火狀態下的母材或與母材相當，焊接性能良好，能滿足制造和使用的要求。

選擇的焊絲為ERTi-2，其化學成份見表1。

保護氣體的選用：

焊接用氬氣純度不應低于99.99% ，露點不應高于-40℃ ，當瓶裝氬氣的壓力低于0.981MPa 時不宜使用。對焊接熔池及焊接接頭內外表面溫度高于400℃的區域均采用氬氣保護。

（3）焊前準備

應采取有效的措施避免在焊接過程中出現鋼與鈦互溶，焊接場地潔凈，避免使用鐵制工具。

坡口加工，管材切割后，采用砂輪機打磨出坡口，坡口角度為單邊30°±2.5°，鈍邊0.5～1.5mm。加工坡口不允許使母材產生過熱變色。

坡口及焊絲清理，坡口及其兩側各25mm以內的內外表面進行清理，清理程序如下：磨光機打磨—砂紙輪拋光—丙酮清洗。焊絲也用沾丙酮的海綿擦拭干凈，并仔細的檢查母材坡口附近和焊絲有無裂紋和夾層，如有，**后再焊接作業。清洗后不能直接進行焊接作業，待坡口端面晾干后方可以作業。如不能及時焊接，應用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護。清理時間到焊接時間不超過2小時，焊工用手套應潔凈，用前須用無水乙醇（或丙酮）清洗，避免將棉質纖維附于焊件表面。

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