鈦及鈦合金的焊接方法最好采用鎢電極惰性氣體保護(hù)焊和熔化極惰性氣體保護(hù)焊，統(tǒng)稱(chēng)為氫弧焊。所用的焊接材料主要有鈦及鈦合金焊絲、氬氣及鎢電極三種。

1、海洋工程用鈦及鈦合金焊絲

鈦及鈦合金氬弧焊焊絲的成分應(yīng)與母材金屬成分相同，即填充絲一般應(yīng)采用同質(zhì)材料。為了改善接頭塑性，可選用比母材合金化程度稍低的媒絲， 如焊接TA2時(shí)可以采用TA1焊絲。焊絲的雜質(zhì)含量應(yīng)比母材金屬的低得多。焊絲均以真空退火狀態(tài)供貨，表面不得有燒皮、裂紋、氧化色、金屬或非金屬夾雜物等缺陷。

2、保護(hù)氣體氬氣及技術(shù)要求

鈦合金焊接時(shí)需采用惰性氣億保護(hù)。可采用氬氣、氦氣或氬氮混合氣體作為保護(hù)氣體。我國(guó)通常只采用氫氣作保護(hù)氣，因此稱(chēng)為氬弧焊。

氬的密度比空氣大，比熱容和熱導(dǎo)率比空氣小，幾乎不與任何金屬產(chǎn)生化學(xué)作用，也不熔于金屬。這些物理化學(xué)特性使得它在鈦氬弧焊中能起到良好保護(hù)作用，并使焊接電弧穩(wěn)定。

鈦及鈦合金焊接用氬氣為一級(jí)氬氣，焊接用氬氣的技術(shù)要求按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4842-2006和GB/T10624-1995規(guī)定。對(duì)氬氣的主要技術(shù)要求是：純度，氬≥99.99%；水分<0.002mg/L； 相對(duì)濕度不大于5%； 氫氣瓶?jī)?nèi)保留的余壓值應(yīng)不小于0.2MPa。

如果氬氣純度不合格，即表示其中有過(guò)量的氧、氮和氫等雜質(zhì)，其中氧、氮會(huì)熔人焊接熔池使焊縫金屬變脆，過(guò)量的氫會(huì)形成焊縫氣孔缺陷。其他雜質(zhì)會(huì)減小焊接電弧的拉斷長(zhǎng)度，

采用觀察焊縫表面顏色的方法可以簡(jiǎn)便地鑒別氬氣純度。具體做法是，先用鎢極在鈦板上引燃電弧，并保持固定不動(dòng)，待鈦板上形成一熔化區(qū)時(shí)，立即熄滅電弧(此時(shí)仍通氬氣)來(lái)觀察。如焊點(diǎn)顯示出白亮圓點(diǎn)，即表示氬氣純度高。也可觀察加熱鎢絲顏色來(lái)判別氬氣純度，如加熱后鎢絲在氬氣保護(hù)下呈氧化色，即非銀白色，則表明這瓶氬氣純度不夠。

3、鎢電極

非熔化極氫氣保護(hù)焊(TIG焊) 是利用鎢作為一個(gè)電極， 工件作為另一個(gè)電極，采用同質(zhì)填充材料，并利用氟氣作為保護(hù)氣體的一種焊接方法。由于金屬鎢棒具有熔點(diǎn)高(3410℃士10℃) 、沸點(diǎn)高(約5900℃) 、強(qiáng)度高(833~1078MPa) 、熱導(dǎo)率小和高溫?fù)]發(fā)少等特性， 使之成為非熔化鎢極氬弧焊的一種理想電極材料。TIG焊使用的電極材料有純鎢、釷鎢、鈰鎢三種。

鎢極材料一般按下列原則進(jìn)行選擇：

①最大允許電流值要高；

②鎢極的損耗要低；

③引弧及穩(wěn)弧性要好。純鎢電極的熔點(diǎn)及沸點(diǎn)高，不易熔化和揮發(fā)，但電子發(fā)射能力相對(duì)于釷鎢、飾鎢電極要差，允許的電流密度也低，釷鎢電極是在純鎢電極中加人0.7%~3.5%氧化釷而形成的，它的電子發(fā)射能力、允許的電流密度都很高，電弧燃燒穩(wěn)定，但含有微量放射性釷。飾鎢電極是在純鎢電極中加人0.5%~2.0%氧化飾而制成的，它無(wú)放射性，而且具有耐高溫性能。

它的優(yōu)點(diǎn)有：

①電極的弧柱壓縮程度較釷鎢極好、弧束細(xì)長(zhǎng)，溫度集中；

②最大許用電流密度比釷鎢電極提高5%~8%；

③直流焊時(shí)，陰極壓降降低10%，比釷鎢電極容易起弧，而且電弧穩(wěn)定性好；

④用于直流小電流焊接箔材時(shí)，引弧電流比釷鎢電極低50%以上，而且可以迅速穩(wěn)定，電極端部的修磨次數(shù)比釷鎢電極減少50%。

國(guó)外主要選用釷鎢電極，國(guó)內(nèi)多用鈰鎢電極。鐘鎢電極的載流能力顯著高于釷鎢電極。

相關(guān)鏈接