1、 了解钛及钛合金的焊接特点，合理选用焊接工艺方法、焊接材料及焊接工艺，确保钛及钛合金的焊接质量。目目 录录第一节 钛及钛合金概述一、钛及钛合金的分类二、钛及钛合金的牌号三、钛及钛合金的特性四、钛及钛合金的焊前准备第二节 钛及钛合金用焊接材料一、钛及钛合金氩弧焊用保护气体二、钛及钛合金气体保护焊用焊丝第三节 钛及钛合金的焊接特点及工艺一、钛及钛合金的焊接性二、钛及钛合金的焊接工艺第四节 钛及钛合金焊接技能训练实例训练1厚1mm钛合金板的平对接手工钨极氩弧焊150训练2厚0.8mm钛合金板的平对接低频脉冲钨极氩弧焊152复习思考题按生产工艺特性按钛的同素异构体或退火组织变形铸造冶金型型型1.钛合金
2、牌号的表示方法（1）稳定元素主要有AL、O、N、C等。（2）稳定元素主要有V、Cr、Co、Cu、Fe、Mn、Ni、W等。（3）中性元素主要有Sn、Zr、Hf等。2.钛及钛合金牌号举例表5-1 钛及钛合金主要牌号及室温力学性能密度:4.51g/cm3钛及钛合金在低温、室温和高温下，都具有优良的综合性能。钛及钛合金焊前，将待焊处及其周围必须仔细进行清理。1.除氧化皮2.除油脂注意：1.Ar气或He气2.ArHe混合气体常用的焊丝牌号有TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6及TC3等。1.化学活泼性极强2.钛的熔点高、热容量大、电阻率大（1）型钛合金 钛合金在所有钛及钛合金中焊接性最好，只是
3、随着焊缝中含氧量的增加，焊缝抗拉强度及硬度明显增加，而焊接接头塑性稍差。（2）型钛合金1)TC1合金:在退火状态下相含量较少，焊接性良好。2)TC4合金:TC4合金焊接时，可以采用较大的热输入，而不宜采用太小的热输入。3)TC10合金:合金元素含量较高，焊接性较差（2）型钛合金1)亚稳型钛合金：TB2的平衡组织为相极少量的相，焊后热处理时析出相，容易引起热脆性。2)稳定型钛合金：Ti33Mo合金组织为稳定相，该合金焊接时无相变，焊接性良好，是一种耐腐蚀钛合金。3.焊接裂纹 焊接热裂纹很少出现。但是，在如下几种情况下会出现焊接裂纹：1）母材及焊丝质量不合格。2）焊接保护不良，或型钛合金中含稳定元
4、素较多。3）热影响区中含氢量的增加，如果此处的应力较大，出现延迟裂纹。4）用厚板型钛合金多层焊时，若用工业纯钛作填充焊丝焊接，可能出现氢化钛并引起氢脆。4.气孔 钛及钛合金焊接时，最常见的缺陷是气孔，原则上气孔可分为：焊缝中部气孔和熔合线气孔两类。焊接热输入较大时，气孔一般位于熔合线附近。焊接热输入较小时，气孔则位于焊缝中部。5.钛的弹性模量约比钢小一半，不仅焊接变形大，而且矫形很困难要想获得优质的钛及钛合金焊接接头，必须掌握钛合金的焊接特点1.焊接方法的选择 钛及钛合金常用的焊接工艺方法主要有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊、激光焊、闪光焊、摩擦焊、扩散焊、扩散钎焊、钎焊、
5、电阻点焊和缝焊等。（1）钨极氩弧焊（焊）1）敞开式焊接：即普通TIG焊2）箱内焊接：（2）熔化极氩弧焊（焊）用于中厚产品的焊接。主要缺点是，焊接飞溅比钨极氩弧焊大。（3）等离子弧焊1）小孔型（穿透型）.焊接电弧在熔池前穿透焊件形成小孔，随着焊接电弧的移动，在小孔后形成焊道的焊接方法。2）熔透型焊接法（4）真空电子束焊特点：非常适用于钛及钛合金的焊接。不足：焊缝向母材过渡不平滑，焊缝容易产生气孔，焊件的尺寸受真空室尺寸的限制。（5）激光焊利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。2.坡口的选择钛及钛合金焊件常用V形坡口，坡口角度为60653.氩气保护装置4.焊接参数的选择（1）焊接
6、参数的选择对焊接接头的质量有很大的影响：1）焊接接头晶粒粗化2）形成氢气孔3）焊接接头性能（2）氩弧焊焊接参数的选用原则1）保护气体流量不要过大，也不要过小，要求焊接接头表面颜色以银白色为准。2）为防止焊接接头晶粒长大，要用较小的热输入施焊。3）喷嘴与焊件的距离，在不影响观察焊缝及添加焊丝的情况下，应该尽量小一些，一般为610mm。4）确定焊接速度的前提，是保证焊接接头在350以上的高温区，都能处于氩气的保护之下，焊接速度过快时，会使气体保护性能减弱，恶化焊缝的表面成形。5.焊后热处理（1）退火处理完全退火和不完全退火两种（2）淬火-时效处理强化热处理，淬火困难，一般很少应用。（3）时效处理焊
7、后要进行时效热处理。（4）焊后酸洗酸洗液为：（HF）3%+（HNO3）35%的水溶液。酸洗温度一般控制在40以下。焊接过程中的热循环，能够使某些钛合金起到局部淬火作用。训练1 厚1mm钛合金板的平对接手工钨极氩弧焊（1）焊机 选用WSE5-160交流方波/直流钨极氩弧焊机1台。（2）填充焊丝 采用不加焊丝的工艺方法。（3）焊件 TA2（工业纯钛），板厚为1mm。见图5-4。（4）氩气 要求一级纯度（Ar）为9999%，露点在40以下。（5）钨丝 WCe-13，直径为15mm。（6）辅助工具和量具 不锈钢钢丝刷、不锈钢丝轮、锤子、钢直尺、划针、焊缝万能量规、带拖罩的焊枪（拖罩长100mm），焊缝
8、背面氩气保护装置。1.焊前准备图5-4 厚1mm TA2扳手工钨极氩弧焊试板2.焊前装配定位（1）准备试件（2）装配定位3.焊接操作按表5-9选择焊接参数，由焊缝的一端向另一端焊接。4.焊缝质量检查1）焊缝表面不得有气孔、裂纹、焊漏等缺陷。2）按表5-5所示的工业纯钛焊缝表面颜色与冷弯角标准，检查焊缝保护情况。4.焊前准备训练2 厚0.8mm钛合金板的平对接低频脉冲钨极氩弧焊（1）焊机 选用WSM160型低频脉冲钨极氩弧焊焊机1台。（2）添充焊丝 采用不加焊丝的工艺方法。（3）焊件 TA2（工业纯钛），板厚为0.8mm，见图5-5。（4）氩气要求一级纯度（Ar）=99.99%，露点在40以下。
9、（5）钨丝WCe-13，直径为2mm。（6）辅助工具和量具不锈钢钢丝刷、不锈钢丝轮、锤子、钢直尺、划针、焊缝万能量规等等。图5-5 厚0.8mmTA2板平对接低频脉冲钨极氩弧焊的试板2.焊前装配定位（1）准备试件（2）装配定位3.焊接操作4.焊缝质量检查1）焊缝表面不得有气孔、裂纹、焊漏等缺陷。2）按表5-5所示的工业纯钛焊缝表面颜色与冷弯角标准，检查焊缝保护情况。第五章 钛及钛合金的焊接1.钛及钛合金是如何分类的？2.钛及钛合金的牌号如何表示？3.钛及钛合金有哪些特性？4.钛及钛合金焊前需进行哪些准备？5.钛及钛合金氩弧焊用保护气体有哪些？6.钛及钛合金焊接用焊丝有哪些？7.钛及钛合金的焊接特性有哪些？8.常用钛及钛合金的焊接方法有哪些？9.钛及钛合金焊件坡口是如何选择的？10.钛及钛合金焊接时的氩气保护装置有哪些？11.钛及钛合金焊接参数选择原则是什么？12.钛及钛合金焊后进行哪些处理？
