钛合金焊接
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。
钛和不锈钢能焊，但不能用焊条来焊。
钛和不锈钢焊接采用的方法有：爆炸焊、摩擦焊、钎焊、闪光对焊、扩散焊。
钛和钛合金与不锈钢焊接的主要难点是：
1、熔点差距大，约150℃，会造成Fe流失，合金元素烧损或蒸发，使焊接接头难以焊合；
2、铁与钛极易生成金属间化合物，如TiFe、TiFe2、Ti2Fe等，另外不锈钢中的合金元素铬和镍也能够与钛形成脆性的金属间化合物，同时钛还是强碳化物形成元素，与钢中的碳会化合形成形成脆性的TiC。
钛、铁、铬和镍之间还可能形成多元复合脆性金属间化合物，由于金属间化合物具有较大的脆性使接头脆化，在焊接应力的作用下容易导致焊缝产生裂纹甚至断裂，导致接头的塑性和高温性能变差。
3、 二者热导率、比热容和线膨胀系数的差异大，导致焊缝晶粒粗大，焊接变形大。
扩展资料：
焊接通过下列三种途径达成接合的目的：
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
参考资料来源：百度百科-焊接
钛及
钛合金
/
不锈钢
的焊接性分析
1.1
钛及钛合金的焊接性
钛及钛合金的
化学
活性大，400℃以上时即使在
固态
情况下也极易被空气、水分、
油脂
、
氧化皮
等污染，吸收O、N、H、C等，使
焊接接头
的
塑性
及
冲击韧度
下降，并易引起气孔；其熔点高、热容量小、
热导率
小的特点，使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；溶解于钛中的氢在320℃时和钛会发生共析转变，析出TiH
，
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
，严重时会导致冷裂纹产生；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；钛及钛合金的
弹性模量
相对较小所以焊接残余变形较大，并且焊后变形的矫正也较为困难。
1.2
不锈钢的焊接性
由于不锈钢本身所具有的
特性
，与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有其特殊性，更易在其焊接接头及其热影响区（HAZ）产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈钢的
物理性质
。马
氏体型不锈钢进行焊接时，由于热影响区中被加热到
相变点
以上的区域内发生a-r（M）相变，因此存在
低温脆性
、低温
韧性
恶化、伴随硬化产生的
延展性
下降等问题。一般来讲铁素
体型不锈钢有475℃脆化、700~800℃长时间加热下发生
σ相脆性
、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、
碳化物
析出引起
耐蚀性
下降以及
高合金钢
中易发生的
延迟裂纹
等问题。奥
氏体型不锈钢一般具有良好的
焊接性能
，但其中镍、钼
含量
高的高合金不锈钢进行焊接时易产生
高温
裂纹。另外还易发生σ相脆化，在
铁素体
生成元素的作用下生成的铁素体易引起低
温脆化，以及耐蚀性下降和
应力腐蚀裂纹
等缺陷。经焊接后，焊接接头的
力学性能
一般良好，但当在热影响区中的
晶界
上有铬的碳化物时极易生成贫铬层，而贫铬层的出现在使用过程
中易产生
晶间腐蚀
。
双相不锈钢
的
焊接裂纹
敏感性较低，但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高，因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。
1.3
钛及钛合金与不锈钢的综合焊接性
钛及钛合金与不锈钢的
物理
和
化学性能
差异显著，连接时易在接头处形成
脆性
相和较大的
内应力
，导致接头极易开裂，而且在
密度
、比热、
线膨胀系数
、
导热系数
等
物理性能
和力
学性能上均有较大差异，必然会降低钛及钛合金/钢连接的
牢固性
，即使在固态连接方法下，由于线膨胀系数差别较大，也会在焊接接头中引起较大焊接的
残余应力
，降低接头性能。钛
的化学活性强，在高温下，对氧、氮、氢具有较高的化学亲和力，易形成脆性
化合物
，使
强度
显著提高，而塑性和韧性急剧下降，显著地增加
脆性断裂
倾向及裂纹形成。钛还易与许多其它
金属
形成
金属间化合物
，钛与铁易形成金属间化合物TiFe和TiFe
。钛/钢焊接时，由于钢中存在的Ni、Cr、C等
元素也能与Ti形成TiNi、TiNi、TiNi、TiCr、TiC等多种金属间化合物脆性相,使
焊缝
更脆，性能进一步降低。
氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊，3毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%，严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。
由于钛及钛合金的化学活性大，易被氧气、氮气、氢气污染，所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔（或氧丙烷等）气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。
扩展资料
钛为同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titanium alloys）。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
1、α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
2、β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
3、α+β钛合金
它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。典型合金的成分和性能见表。
热处理：钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
参考资料来源：百度百科-钛管
参考资料来源：百度百科-钛合金焊接
共晶焊锡可以焊接钛合金。
共晶焊锡的熔点是183度，当锡的含量高于63%，溶化温度升高，强度降低。当锡的含量少于10%时，焊接强度差，接头发脆，焊料润滑能力变差。
最理想的是共晶焊锡，在共晶温度下，焊锡由固体直接变成液体，无需经过半液体状态，共晶焊锡的熔化温度比非共晶焊锡的低，这样就减少了被焊接的元件受损坏的机会，同时由于共晶焊锡由液体直接变成固体，也减少了虚焊现象，所以共晶焊锡应用得非常的广泛。
扩展资料
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
参考资料来源：百度百科-共晶焊锡
