钛及钛合金的焊接方法最好采用钨电极惰性气体保护焊和熔化极惰性气体保护焊，统称为氩弧焊。所用的焊接材料主要有钛及钛合金焊丝、氩气及钨电极三种。

1、海洋工程用钛及钛合金焊丝

钛及钛合金氩弧焊焊丝的成分应与母材金属成分相同，即填充丝一般应采用同质材料。为了改善接头塑性，可选用比母材合金化程度低的焊丝， 如焊接TA2时可以采用TAI焊丝。焊丝的杂质含量应比母材金属的低得多。钛焊丝为以真空退火状态供货，表面不得有烧皮、裂纹、氧化色、金属或非金属夹杂物等缺陷。

2、保护气体氩气及技术要求

钛合金焊接时需采用惰性气体保护，可采用氩气、氨气或氩氨混合气体作为保护气体。我国通常只采用氩气作保护气，因此称为氩弧焊。

钛的密度比空气大，比热容和热导率比空气小，几乎不与任何金属产生化学作用，也不熔于金属。这些物理化学特性使得它在钛氩弧焊中能起到良好保护作用，并使焊接电弧稳定。

钛及钛合金焊接用氩气为一级氩气，焊接用氩气的技术要求按国家标准GB/T4842-2006和GB/T10624-1995规定。对氩气的主要技术要求是：纯度，氩99.99%；水分<0.002mg/L； 相对湿度不大于5%； 氩气瓶内保留的余压值应不小于0.2MPa。

如果氩气纯度不合格，即表示其中有过量的氧、氮和氢等杂质，其中氧、氮会熔人焊接熔池使焊缝金属变脆。过量的氢会形成焊縫气孔缺陷，其他杂质会减小焊接电弧的拉断长度。

采用观察焊缝表面颜色的方法可以简便地鉴别氙气纯度，具体做法是，先用钨极在钛板上引燃电弧，并保持固定不动，待钛板上形成一熔化区时，立即熄灭电弧(此时仍通氩气)来观察。如焊点显示出白亮圆点，即表示氩气纯度高，也可观察加热钨丝颜色来判别氩气绳度，如加热后钨丝在氩气保护下呈氧化色，即非银白色，则表明这瓶气纯度不够。

3、钨电极

非熔化极氩气保护焊(TIG焊) 是利用钨作为一个电极， 工件作为另一个电极，采用同质填充材料，并利用氩气作为保护气体的一种焊接方法。由于金属钨棒具有熔点高(3410℃±10℃) 、涕点高(约5900℃) 、强度高(833~1078MPa) 、热导率小和高温挥发少等特性， 使之成为非熔化钨极氩弧焊的一种理想电极材料。TIG焊使用的电极材料有纯钨、钍钨、铈钨三种。

钨极材料一般按下列原则进行选择：

①最大允许电流值要高；

②钨极的损耗要低；

③引弧及稳弧性要好。

纯钨电极的熔点及沸点高，不易熔化和挥发，但电子发射能力相对于钍钨、饰钨电极要差，允许的电流密度也低。钍钨电极是在纯钨电极中加人0.7%~3.5%氧化钍而形成的，它的电子发射能力、允许的电流密度都很高，电弧燃烧稳定，但含有微量放射性钍。钨电极是在纯钨电极中加人9.5%~2.0%氧化钟而制成的，它无放射性，而且具有耐高温性能。它的优点有：

①电极的弧柱压缩程度较钍钨极好、弧束细长，温度集中；

②最大许用电流密度比钍钨电极提高5%~8%；

③直流焊时，阴极压降降低10%，比钍钨电极容易起弧，而且电弧稳定性好；

④用于直流小电流焊接箔材时，引弧电流比钍钨电极低50%以上，而且可以迅速稳定，电极端部的修磨次数比钍钨电极减少50%。

国外主要选用钍钨电极，国内多用铈钨电极。铈钨电极的载流能力显著高于钍钨电极。

相关链接