鈦合金在焊接時(shí)我們常用的焊接方式有:氬弧焊、埋弧焊、真空電子束焊等。 3毫米以下厚度用鎢極氬弧焊，3毫米以上用熔化極氬弧焊。氬氣純度不低于99.99﹪，嚴(yán)格控制氬氣中空氣和水蒸氣的含量。 焊前進(jìn)行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面處理。 由于鈦及鈦合金的化學(xué)活性大，易被氧氣、氮?dú)狻錃馕廴?，所以不能采用焊條電弧焊、氧乙炔(或氧丙烷等)氣焊、C02焊、原子氫焊等方式焊接。
采用氬弧焊焊接鈦合金管道時(shí)通常是現(xiàn)場(chǎng)全位置焊接,其難度比不銹鋼管焊接高得多,對(duì)400℃以上的鈦及其合金焊縫區(qū)必須要進(jìn)行保護(hù),因其化學(xué)性質(zhì)特別活潑,很容易吸收有害氣體,導(dǎo)致材料性能下降,甚致出現(xiàn)裂紋。所以在焊接時(shí)要特別注意以下幾個(gè)事項(xiàng):
1、氬弧焊在焊接鈦管及其鈦合金管道時(shí),焊材選用基本上以等強(qiáng)原則,找不到合適的焊材時(shí),可采用從母材上切取的方法來解決;而氬氣的選用將直接影響焊縫的硬度和韌性,對(duì)焊接裂紋的產(chǎn)生也有明顯的影響,所以要求選用(特別是純鈦)高純度氬氣(99.99%)。
2、焊接鈦管切割及破口制作應(yīng)采用冷加工方法,不得使其過熱而變色。在坡口內(nèi)外表面不小于20mm范圍內(nèi)用砂輪或不銹鋼絲輪打磨出金屬光澤，用刮刀修整坡口的毛刺后再打磨光滑，避免在清洗時(shí)掛上布絲。
3、在鈦合金焊接時(shí)清洗質(zhì)量的好壞直接影響到焊接裂紋和氣孔的產(chǎn)生，通常先采用酸洗（3%HF＋35%HNO3＋H2O），再用清水沖洗干凈，最后烘干，焊前用丙酮或酒精擦拭。清洗后的焊口必須馬上焊完，不得超過4h,否則需要重新清洗。清洗時(shí)不能使用橡皮手套，應(yīng)使用白凈棉布手套。
4、
鈦管鈦合金管焊接時(shí)焊接區(qū)域的保護(hù)至關(guān)重要，與不銹鋼管道焊接相似，但氣體保護(hù)的要求更加嚴(yán)格，管內(nèi)充氬要持續(xù)到焊接結(jié)束，直到焊接區(qū)域溫度降至350℃以下才可停止；管外正面氬氣保護(hù)采用大直徑的噴嘴，并使用加長(zhǎng)拖罩，為了提高保護(hù)效果，當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)，拖罩并沒有結(jié)束，必須等溫度降至200℃以下才能停止送氣，取下拖罩。
鈦合金管TIG焊接時(shí)的操作手法基本上與不銹鋼相似，在保證完全焊透的情況下盡量采用較小的焊接線能量，即快速焊直線運(yùn)槍和填充焊絲。焊接操作主要注意以下幾點(diǎn)：
1、焊前預(yù)先通一段時(shí)間進(jìn)行置換，可采用明火檢測(cè)法對(duì)焊口進(jìn)行檢查，確認(rèn)管內(nèi)氣體完全是氬氣后，再進(jìn)行焊接。采用短弧焊，不擺動(dòng)焊槍和焊絲。蓋面時(shí)即是要擺動(dòng)，也只是微幅慢速擺動(dòng)。焊絲端部在焊接過程中不能脫離保護(hù)范圍，否則焊絲端部會(huì)被氧化，如發(fā)現(xiàn)焊絲端部已經(jīng)氧化，須將氧化部分切去后才能使用。停焊后要滯后送氣，直至焊接區(qū)溫度降至300℃以下。焊接時(shí)，起弧和收弧點(diǎn)必須在破口內(nèi)進(jìn)行不得在母材上起弧和收弧。
2、送絲的時(shí)候不能將焊絲快速地一送一抽填絲，應(yīng)當(dāng)慢速均勻地將焊絲往熔池里面送，否則會(huì)造成氣體紊亂，影響保護(hù)效果。焊接時(shí)噴嘴和管口的距離在不影響視線的情況下越低越好，角度為75°左右，但又不能鎢極與母材相碰而引起夾鎢;焊絲與管口的夾角為12°左右。在焊接過程中，必須嚴(yán)格控制層間溫度，美韓萬一層要等溫度降至室溫時(shí)再繼續(xù)焊接下一層。膠皮封堵板與管內(nèi)徑之間應(yīng)有0.5～1mm間隙，在焊接時(shí)可起到焊前置換管內(nèi)空氣、焊接過程中釋放多余氬氣和冷卻的作用。焊接時(shí)要時(shí)刻觀測(cè)焊縫表面顏色，以銀白色為最佳，其次為金黃、紫、藍(lán)、灰、灰白。
3、焊接環(huán)境很重要，施焊現(xiàn)場(chǎng)必須保持干燥和清潔，焊接時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)控制在18°以上；焊接區(qū)域沒有穿堂風(fēng)，焊接熔池和熱影響區(qū)絕對(duì)禁止水、水汽或其他氣體滲入，否則一定要有遮擋措施，避免焊縫受到污染而影響焊接質(zhì)量。總之，要焊好鈦及其合金管道，從選焊材、開坡口打磨、清洗烘干、環(huán)境措施、氣體保護(hù)、工藝參數(shù)、焊接操作等每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要，認(rèn)真對(duì)待，這樣才能焊出合格的焊接接頭。
鈦板、鈦管、鈦棒等的鈦合金材料的氬弧焊和不銹鋼的氬弧焊有許多相似點(diǎn)，可以仿照進(jìn)行，但是由于鈦合金材料本身的特殊性，需要我們的工程技術(shù)人員在進(jìn)行鈦合金材料的焊接時(shí)特別關(guān)注。特別注意焊接區(qū)域的保護(hù)、焊接環(huán)境的規(guī)范以及送絲、焊前準(zhǔn)備等。
