介绍了钛的化学成分、力学性能和焊接工艺特点。结合具体的焊接工艺评定，说明焊接环境的清洁、焊前焊接材料和待焊表面的清洁以及保护气体的有效保护是保证焊接质量的关键因素。关键词：钛；焊接；作为结构材料，气体保护钛及钛合金具有比重小、抗拉强度和屈服强度高、在300~500具有足够高的强度、在海水和大部分酸碱盐中具有优异的耐腐蚀性能等诸多优点，在航空、化工和核工业中的应用越来越广泛。钛具有优异的耐腐蚀性能，可用于其他金属材料无法胜任的在高氯离子浓度介质中工作的设备。一般选用加工性能和机械性能优良的工业纯钛进行选材。1工业纯钛的性能在ASME规范中，SB265技术条件中规定的工业纯钛的化学成分和力学性能分别见表1和表2。表1 ASME SB265规定了钛材料的化学成分；表2 ASME SB265规定了钛材料的机械性能。工业纯钛中的杂质能提高材料的强度，但显著降低塑性。随着杂质的增加，上述三个等级的工业钛材强度依次增加，塑性依次降低。与钛合金相比，纯钛的强度较低，但塑性和韧性较好，尤其是低温冲击韧性较好。缺点是温度升高强度明显下降，只能在350以下的温度下使用。与普通集装箱钢相比，钛的屈服强度较高，塑性和韧性相对较差。2纯钛的可焊性分析2.1气体等杂质引起的接头脆化。钛在室温下非常稳定，但随着温度的升高，钛焊缝吸收氢、氧、氮的能力明显增强。实验结果表明，钛一般从250开始吸收氢、氧和氮。焊接时，温度越高，保温时间越长，焊缝的塑性越差。因此，在焊接钛时，如果采用氩弧焊，普通焊枪是达不到要求的，因为它不能有效地保护焊缝。普通焊枪形成的保护气体只能保护焊接熔池。对于凝固高温区和热影响区的焊缝，氮、氧、氢的侵入可在焊缝中形成间隙固溶体，可提高焊缝的强度，降低焊缝的塑性和韧性，而氢还可显著降低焊缝的冲击韧性，使焊接接头脆化。因此，焊接时要对400以上的高温区域进行充分保护，包括焊缝背面。2.2焊接接头的裂纹当焊缝中氢、氧、氮、碳含量较高时，焊缝和热影响区会变脆，在较大的焊接应力作用下会出现裂纹。这些裂纹一般在低温下形成，产生的原因主要与焊接区气体的保护和待焊工件表面的清洁有关。对于TIG焊接，良好的气体保护和彻底清洁焊接区域可以避免裂纹。2.3焊接气孔钛焊接时，气孔的形成主要是由于保护气体和母材焊丝中含有的氢、氧、氮、水等杂质，工件表面或焊丝上的油脂、氧化物等污染未清理干净造成的。因此，消除气孔形成的方法是使用高纯氩气进行保护，一般纯度为99.99%，焊接时对400以上的区域进行充分保护。同时，焊接前要仔细清理工件上的焊丝、坡口、油脂等氧化物。3钛合金的焊接和性能试验。某工程项目上，设备主材是钛，品牌是TA2。考虑到产品的厚度和评定覆盖面，在焊接产品之前，我们选择30mm厚的钛，采用手工钨极氩弧焊进行焊接工艺评定试验。Nextpage3.1坡口选择因为p的厚度
3.2.2坡口加工和清理：应对坡口进行加工，去除毛刺，并用不锈钢钢丝刷清理坡口附近20mm区域。机械清洗后，应立即用丙酮清洗上述表面，并擦拭干净。3.2.3氩气保护：熔池和400以上的区域(包括焊缝背面)应用氩气保护好。需要大喷嘴焊枪，一般喷嘴直径为16mm左右，喷嘴内要设置气体透镜，以保证保护效果。此外，根据实际焊接结构，应设计和制造气体保护装置。除喷嘴氩气保护外，还应设置拖拉罩保护凝固的高温焊缝，并制作反向罩保护焊缝背面。焊接时，后保护装置应与前焊接同时移动。3.3焊接规范一般来说，焊接材料的选择要求焊接材料的成分与要焊接的钛材相匹配。但为了提高接头性能，有时可选用屈服强度低于母材的焊接材料。AWS A5.16中规定了工业纯钛焊丝的成分和性能，国标中规定的焊丝成分和性能与AWS一致。在待焊区域严格清洁且保护气体良好的条件下，按照表3中的规范进行焊接。焊接材料应采用与母材成分相同的Ta2(对于AWS为ERTi-2)焊丝，层间温度应控制在100，层间焊缝表面应清理干净。判断焊缝保护效果：银是最好的保护；浅黄色轻度氧化；蓝色表示氧化严重；灰色极差，会被视为不合格。表3焊接规范3.4理化性能试验试板焊接后，试板表面成形良好，焊缝表面呈银白色。之后进行100% RT检验，然后进行理化检验。
结果如表4所示。表4 理化性能试验结果
焊接工艺评定试板经焊后100%无损检测合格，抗拉强度、冷弯试验、冲击试验和化学成分均满足产品技术条件的要求。
4 结束语
钛材焊接时，焊接环境的清洁、焊前对焊丝和工件的清理、焊接时保护气体的纯度和400℃以上高温区域的有效保护是影响焊接质量的重要因素。从焊接工艺评定的结果可以看出，焊接接头性能满足技术要求，证明焊接评定试验所采用的焊接工艺参数合理、可靠，可以用于产品焊缝的焊接。
