摘要：钛及钛合金的焊接工艺在整个过程中是极其重要的，并且与其应用质量息息相关。我们必须增加对钛及钛合金的焊接工艺的深入了解，才能够使钛及钛合金焊接工艺的发展更为迅速。本文就钛及钛合金的焊接工艺进行阐述，希望对其分析可以使钛及钛合金的工艺得到改变，从而使其更好的应用在我们的生活和工业中，为社会做出贡献。
关键词：钛合金；焊接；工艺
随着社会的繁荣，科学技术在不断的发展。而钛及钛合金，因为其特殊的优良的性能，被广泛的应用在各个行业。钛及钛合金的应用，促进了我国工业的进步，因此，我们不可以忽视，要重点关注它的发展进程。人们的生活水平在提高，对各方面的要求和标准也在改变，对钛及钛合金的应用合理的优化成为了我们工业发展中必不可少的任务。想要优化发展，就必须对其各方面的工艺了如指掌，再加以行动改变，才可以更上一层楼。焊接工艺作为重点工艺，它的进步对提高效率和质量有很大的影响。更加先进的钛及钛合金焊接工艺可以降低材料用料，还可以减轻构件的质量，其重要性不言而喻。
一、钛及钛合金概述
钛，是地壳中一种金属元素，并且在地壳中含量比较多，是可与铁、铝含量相提并论的。其性能比较优良，密度小，强度高，耐腐蚀能力高，塑性良好。而钛合金，就是在钛的基础上加入别的元素组合而成的。而由钛及钛合金制造的，其制造费用比较高，但是总体来说，使用寿命长，使用效率更高，可以体现出明显的经济效益。
二、钛及钛合金焊接工艺
2.1焊接材料
在钛合金的焊接过程中，要选择合适的材料来进行工作。没有焊接材料，焊接工作也无法进行，如果选择的材料不适合，可能会达到事倍功半的效果。一般的来说，焊接材料的成分要与母材料相似。常用的有TA1、TA2、TA3、TA4、 TA5、TA6、TC4等。在接头的位置，由于其需要韧性的需求，所以选择低于母材料强度的焊丝，适当的就降低焊接强度。如果没有合适的材料，可以从母材料中拆取焊丝，来当做焊接材料。
2.2焊接清理
焊接前，是必须要经过清理工作的。只有进行清理的钛合金，才不会影响正常的应用。未经清理的工件和焊丝表面往往含有油污、潮气、金属粉尘等等污染物，这些污染物本身或在焊接的高温作用下会产生影响钛及钛合金焊接质量的各种有害元素，如氧、氢、氮、碳、铁等等，因此在焊前必须对工件及焊丝进行认真清理。管道的切割或开孔应用机械方法进行，切割的机具应专门用于钛材的加工，不得与用于碳钢的机具混用，以免造成铁素体污染。
2.3常见的钛及钛合金焊接方法
随着科学技术的不断进步，焊接方法也在日益增加，焊接方法的增加给了我们更多的选择。而常见的焊接方法主要是钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊等这几种方法。
2.3.1钨极氩弧焊接
钨极氩弧焊是焊接钛及钛合金最常有的方法，通常用于焊接厚度在3mm以下的钛及钛合金。钨极氩弧焊可以分为敞开式焊接和箱内焊接两种类型，它们有各自分为手工焊和自动焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆敞开式焊接时在大气环境中的普通钨极氩弧焊，是利用焊枪喷嘴、拖罩和背面保护装置通以适当流量的氩气或氩氦混合气，把焊接高温区与空气隔开，以防止空气侵入而污染焊接区的金属。这是一种局部气体保护的焊接方法，当焊件结构复杂，难以实现拖罩或背面保护时，则应该采用箱内焊接，箱体在焊接前要先抽真空，然后充氩气或氩氦混合气，焊件在箱体内处于惰性气氛下施焊，是一种整体气体保护的焊接方法。
2.3.2熔化极氩弧焊
熔化极氩弧焊的效率在众多焊接方式中是比较突出的，另外，对其要求标准更为严格，主要是提高了保护气氛和焊前清理工作。钛及钛合金的焊接中，焊接方式不是一成不变的，是需要根据实际情况，根据焊接材料来进行选择，而且，焊接材料的厚度也是选择的关键因素。通常薄板采用工艺为短路过渡的熔滴过渡焊接方法，而厚板采用工艺为喷射过渡的熔滴过渡方法。在熔化极氩弧焊工艺中，主要用来对厚板钛合金进行焊接。采用直流反接的方式。采用的材料，要挑选杂质较少的，并且要注意焊接工作的环境。
2.3.3电子束钛合金焊工艺
电子束钛合金焊接也是焊接工艺中的重点，被越来越多的应用，并且体现了可观的效果。电子束钛合金焊接工艺，是利用电子束，从而实现动能和热能的转化，产生热能融化需要被焊接的金属。在高压蒸汽下，熔化的金属受到作用排开，电子束继续工作，撞击固态金属，从而形成小孔，周围是液态金属。随着工作的继续，液态金属随着流动，冷却凝固形成焊缝。但是在接头过程中会有较大残余应力，并且应力强度与钛合金厚度相关，只有在焊接后，进行真空退火方可消散。
2.3.4激光束焊
激光束焊有着其他焊接方式不可比拟的好处，就是激光束焊不受磁场的影响，相对来说比较稳定，并且容易实现自动化。还有，对于比较精密的钛及钛合金，激光束焊是比较好的选择。是精密钛合金焊接的有效途径，完善了钛及钛合金焊接更加精密化的特殊需求。
三、钛及钛合金焊接中常见缺陷和防护
钛是比较难焊接的金属，极易氧化、氮化、脆化。常见的焊接缺陷主要有三种：焊接接头中产生气孔、焊接接头出现裂纹、焊接接头发生脆化。钛及钛合金的焊接中易产生气孔，细小且数量多。形成气孔的因素很多，且很复杂。一方面有焊件、焊丝的表面吸附不纯气体、粘附灰尘、油脂或存在氧化物等直接因素，这
些气孔是焊接中熔池吸收的杂质气体被封闭在熔融金属中形成的。气泡的核主要是熔池前面坡口表面及熔化电极或焊丝表面的氧化钛或氮化钛；但一般认为：氢气是引起气孔的主要原因。在焊缝金属冷却过程中，氢的溶解度会发生变化，如焊接区周围气氛中氢的分压较高时，焊缝中的氢不易扩散逸出，而集聚在一起形成气孔。为防止气孔的产生，需要采取的防护措施如下：第一，严格控制基体金属、焊丝、保护气中氧、氮、氢等杂质气体的含量；第二，焊前彻底清除工件、焊丝表面上的氧化皮及油污等有机物；第三，增加熔池停留时间以便气泡逸出，可有效减少气孔。
四、结束语
因为钛及钛合金发挥出的优良性能，被我们广泛应用，并给予其重要的位置，我们要把握好其发展进程，使钛及钛合金的发展更上一层楼。对钛及钛合金的重要性，要做出适当的宣传，深入人心，才可以在落实到工作中。其焊接工艺是发展钛及钛合金道路上的有力途径，我们重视其工艺的发展。针对其所出现的问题，采取有效的防护。在完善的过程中，要从细节做起。希望在我们的努力下，钛及钛合金工艺可以发展的越来越好。
参考文献：
[1]梁晖.钛及钛合金P+T焊接技术[J].中国钛业,2016（08）
[2]王培,叶源盛,黄春良.钛与异种材料激光焊接的研究进展[J].钛工业进展,2016（12）
论文作者:张轲1,赵冬梅2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签：钛合金论文; 气孔论文; 焊丝论文; 材料论文; 电子束论文; 金属论文; 焊接工艺论文; 《基层建设》2017年第36期论文;