鈦是一（yī）種化學性質非常活（huó）潑的金屬，在高溫下對（duì）氧、氫和氮等氣體具有極大的親和力，特別是在鈦焊（hàn）接過（guò）程中，這種能力伴隨著焊接溫度的升高更為強烈。實踐證明，焊接時（shí）如果對鈦與氧、氫和氮等氣體的吸（xī）收（shōu）和溶解不加以控（kòng）製，無疑會給鈦焊接接（jiē）頭（tóu）的施焊過程帶來了極大的困難。

一、前言

近年來，隨著經濟的發展，特別是隨著改革開放的不斷深入，我國的經濟建設取得了巨大的進步。與此同（tóng）時，我國在管道等工程的焊接方麵也取得了巨大的進步。鈦焊接是我們比較常見的一種焊（hàn）接，在鈦焊接的過程中，如（rú）何（hé）做好其焊接的質量控製，對於（yú）鈦焊接的焊（hàn）縫顏（yán）色具有十分重要的影響。由（yóu）於鈦焊縫顏色（sè）的直觀性（xìng），對於鈦焊（hàn）接焊縫顏色和焊接質（zhì）量的關係的研究具有重要的意義。本文筆者結合自己多年來在鈦焊接的質量控（kòng）製及工藝方麵的研究（jiū）以及實際的工作經驗，對（duì）於鈦焊接的焊接質量與鈦焊縫顏色之間的（de）關係進（jìn）行探討，希望對於該領域的研究具有一定的作用。

二、鈦的特性對（duì）鈦焊接的影響

1．氧和氮的（de）影響

氧和氮間隙固熔於鈦中，使鈦晶格畸變，變形抗力增加，強度和硬度增加，塑性和韌性卻降低，焊縫中含焊氧、氮是不利的，應設（shè）法避免。

2．氫的影響

氫的增加會使（shǐ）鈦（tài）的（de）焊縫金屬衝擊韌（rèn）性急劇下降，而塑性（xìng）下降少許，氫化物會引（yǐn）起接頭的脆性（xìng）。

3．碳的影響

常溫下，碳以間（jiān）隙形式固溶於（yú）鈦中，使強度增加，塑性下降，但不如氧、氮明顯，碳量超過溶（róng）解度（dù）時生成硬而脆的（de）TiC，呈網（wǎng）狀分布，易產生裂紋，國標規定鈦其鈦合金中碳含量不得超過0.1%，焊接時，工件及焊絲的油汙能增加碳含量，因此焊接時需清（qīng）理幹淨。

三、鈦的焊接性分析

鈦具有良好的可焊性，由於其具有較小的（de）熱導性（0.041Cal/℃·cm·s）,故鈦金屬隻在電弧燃（rán）燒範圍內熔化，並具有良好的（de）流動性；而且，其具有小的熱膨脹（zhàng）係數（8.6×10-6/℃，遠小於碳鋼），這樣大大提高了鈦金屬的可焊性（xìng）。

四、鈦（tài）焊接的（de）焊縫顏色痛焊接質量（liàng）的關係

1.鈦及（jí）鈦合金鈦管焊縫顏色變化及其缺陷產生機理

鈦及鈦合金鈦管焊（hàn）縫缺陷及產生機理如下，進行鈦管焊接時，因氬弧焊槍形成的氬氣氣（qì）體維護層隻能維護好焊接熔池不受空氣（qì）的有害作用，而對已凝固而處於高溫狀（zhuàng）態附近的焊縫及其附近區域則無保護作用，而處於這種狀態的鈦管焊縫及其附近的區域仍有很強的吸（xī）收空氣中的氮及氧的（de）能力。從400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，而空氣（qì）種含有大（dà）量（liàng）氮和氧（yǎng）。

隨氧化（huà）水（shuǐ）平逐步加重，鈦管（guǎn）焊縫顏色發生變化及焊縫塑性下降（jiàng）的規律。銀（yín）白色（無氧化）金黃色（TiO,大（dà）約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化）藍色（Ti2O3氧化稍為嚴重）灰色（TiO2氧化嚴重）。

2.通過鈦焊縫表麵的顏色可以對鈦焊接的質量進行（háng）判（pàn）別

對於鈦焊縫不同的顏色和硬度的測試如下圖

（一（yī））通過實驗證明，隨著焊縫顏色的加深，即焊縫氧化程度的增加，焊縫的硬度隨之增（zēng）加，通過同行實驗的測試，鈦金屬（shǔ）的硬度增（zēng）加，焊縫中諸如氧、氮等有害物（wù）質（zhì）增加，並大大降低焊接的質量。

（二）鈦的焊（hàn）接性和它（tā）的化學和物（wù）理的屬性具（jù）有十分重要的關係，但是（shì）關鍵在於，在高溫的情況下，鈦的高活性容易受到空氣汙染，在加熱的時候，其晶粒出現脹（zhàng）大，當焊接的（de）接頭冷卻時，就會（huì）使（shǐ）其形成脆性相。鈦的熔點很高，可以達到1668±10℃，比焊接鋼時需要的能量還多，同時，鈦的化學性比較的活潑，與O和H作用比鋼（gāng）容易得多，在600℃以上就（jiù）急劇化合。100℃就大量吸收H和O，溶H能力比鋼（gāng）大幾萬倍，進而生成氫化鈦，使韌（rèn）性急劇下降。氣體雜質增大了冷裂紋和延遲裂紋的傾向，增大缺口（kǒu）敏（mǐn）感性。因此焊接（jiē）用氬氣純度應不（bú）低（dī）於99.99%，濕（shī）度應不高於0.039%，焊絲的含氫量應在0.002%以下。鈦的傳熱係（xì）數（shù）是鋼的1/2，在882℃發生α至β的轉變，溫度再高，β晶粒則（zé）急劇跳躍式長大，性能明顯惡化，所以要嚴格控製溫度，特別要控製焊接熱循環中的高溫停留時（shí）間。焊接鈦時沒有（yǒu）熱裂紋及晶間（jiān）裂紋問題，但（dàn）存（cún）在氣孔問題，尤其是（shì）焊α+β合金。

五（wǔ）、鈦焊接注意（yì）事項

基於以上研究，鈦金屬（shǔ）在（zài）焊接時要注意以下問題：

1.鈦焊接過程中要對於焊接區域及（jí）焊後高溫區域進行嚴格的保護（hù），以避免空氣的進入焊接及高（gāo）溫區域對焊縫質量造成嚴重（chóng）影響，故如99.99%的純氬及後拖保護罩是必須的。

2.焊縫坡（pō）口要求采用機械加工（不得才有打磨的（de）方（fāng）法加工）；

3.點焊應（yīng）當避（bì）免，並采用高頻起弧。

4.避免焊後熱處理（lǐ）；如果（guǒ）必須進行焊後熱處理（lǐ）時，熱處理（lǐ）溫度應小（xiǎo）於（yú）650℃。

六、結束語

鈦焊接的質量控製對於鈦焊接的焊縫顏色具有十分重要的影響，同時，也可以根據鈦焊接（jiē）的（de）焊縫顏色對鈦焊接的質量（liàng）進（jìn）行判斷，這二者之間具有十分重要（yào）的關係。