宝山正规钛合金焊接技术要求

焊缝和热影响区表面颜色
1、焊缝区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄色（二、三级焊缝允许）；金紫色（三级焊缝允许）；深兰色（一、二、三级焊缝均不允许）。

2、热影响区

银白、淡黄色（一、二、三级焊缝允许）；深黄、金紫色（二、三级焊缝允许）；深兰色（三级焊缝允许）。

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。

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。

钛及钛合金焊接时主要采用的焊接方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊等，对于不承受载荷的密封结构的焊接可采用钎焊，也可以用爆炸焊来进行钛与钢复合板的复合焊接。

钛及钛合金焊丝选用一般按与母材相应的焊丝配用，但也应经过焊接工艺评定合格。选择焊丝时存在一个配用合适焊丝的问题，因为焊丝的杂质含量只控制上限，绝大多数情况不控制下限，而每批生产的焊丝，只化学成分，并不焊丝焊接以后的力学性能。存在着这种可能性，有的生产批量的焊丝中的杂质含量特别偏低，属合格产品，但其焊缝的强度偏低，可能不能满足不低于母材退火状态标准抗拉强度下限值的要求。这时应换一个生产批量的同牌号焊丝，甚至换强度高的焊丝(指工业纯) 重新进行工艺评定直至合格，方才可以选定焊丝。

常用纯钨极和铈钨极。纯钨中含氧化铈 (杂质质量分数不大于0.1% ) 的电极为铈钨极。铈钨电极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，性能优于纯钨极，是目前普遍采用的钨极。

钛及合金焊件和焊丝焊前应仔细清除表面的氧化物、氮化物、油污、水分等，一般采用酸洗或砂轮、砂布打磨。对于容器的纵环焊缝、角焊缝、换热器的管与板的焊接等酸洗比较困难的工件，可用砂轮、砂布打磨坡口两侧，并注意将残留的砂粉尘末清理干净。对于焊丝、封头、膨胀节和其他不易打磨的零件焊前应酸洗，酸洗后应用清水冲洗干净。如焊件无法酸洗，也可用硬质合金刮刀刮削。焊件经过以上清理后，在焊前均应用丙酮、无水酒精等溶剂清洗待焊区，不得用手触摸与再污染。再污染后应重新清理与清洗。

钛及钛合金是一种具有密度小、强度高、耐热性好、韧性高等系列性能的工程结构材料。相关资料表明，钛及钛合金在航空航天工业中的应用占到了钛材总产量的70%左右。目前的飞机、发动机的压气机盘、压气机叶片、风扇叶片以及机匣等均由钛合金制造。而钛合金在飞机及其发动机等方面的应用不可避免的需要使用焊接手段进行连接，因此，钛合金的焊接工艺对扩大钛合金的应用范围具有重要作用。

在钛合金构件的制造中，钎焊也是有效的连接方法，主要应用在钛合金复杂结构的制造中，如蜂窝结构[ii]，小型航空精密部件等。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的一种工艺方法。由于钛的高温活性强，钎焊一般在真空或隋性气体保护下进行。