鈦是（shì）一種化學性質非常活潑（pō）的金屬，在高溫下（xià）對氧、氫和氮等氣體具（jù）有極大（dà）的親和力，特（tè）別是在鈦（tài）焊接過程中，這種能力伴隨著焊接溫度的升高（gāo）更為強烈。實（shí）踐證明，焊接時如果對鈦與氧、氫和氮等氣體的吸收和溶解不加以控製，無疑會給鈦焊接接頭的（de）施焊（hàn）過程（chéng）帶來（lái）了極（jí）大的困難。

一、前言

近年來，隨著經濟的發展，特別是隨著改（gǎi）革開放的不斷深入，我國的經濟建設取得了巨大（dà）的進步（bù）。與此同時，我國在管（guǎn）道等工程的焊接方麵也取得了巨大的進步。鈦焊接（jiē）是我們比較常見的一種焊（hàn）接（jiē），在鈦焊接的過程中，如何做好其焊接的質量控製，對於（yú）鈦焊接的焊縫顏色具有十（shí）分重要（yào）的影響。由於鈦焊縫顏色的直觀性，對於鈦焊接焊縫（féng）顏色和焊（hàn）接質量的關係的（de）研究具有（yǒu）重要的意義（yì）。本文筆者結合自己多年來在鈦焊接的質量控製及工藝方麵的研究以及實際的工（gōng）作經驗，對於（yú）鈦焊接的焊接質量與鈦焊縫顏色之間的關係進行探討，希望對於該領域的研究具有（yǒu）一定的作用。

二、鈦的特性對鈦焊接的影響

1．氧（yǎng）和氮的影響

氧和氮間隙固熔於鈦（tài）中，使（shǐ）鈦晶格畸變，變形抗（kàng）力（lì）增加，強度和硬度增加，塑性和韌性卻降低，焊縫中含（hán）焊氧、氮是不利的，應設法避免。

2．氫的影響

氫的增加會使鈦的焊縫金屬衝擊（jī）韌性（xìng）急劇下降，而塑（sù）性下降（jiàng）少許，氫化物會（huì）引起接（jiē）頭的脆（cuì）性。

3．碳的（de）影響

常溫下，碳以間隙形式固溶於（yú）鈦中，使強（qiáng）度增加，塑性下降，但不如氧、氮明顯，碳量（liàng）超過溶解度時生成硬而脆的TiC，呈網狀分布，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（hàn）接時，工件及焊絲的油汙能增（zēng）加碳（tàn）含（hán）量，因（yīn）此焊接時需清（qīng）理幹淨。

三（sān）、鈦的焊接性（xìng）分析

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

四、鈦焊接的焊縫顏色痛焊（hàn）接質量的關係

1.鈦及鈦合金（jīn）鈦管（guǎn）焊縫顏色變化及其缺陷產生機理

鈦及鈦合金鈦管焊（hàn）縫（féng）缺（quē）陷及（jí）產生機理如下，進行鈦（tài）管焊接時，因氬弧焊槍形成的氬（yà）氣氣體維護層（céng）隻（zhī）能維護好焊接熔池不受空氣的有害作用，而對已凝固而處於高溫狀態附近的焊縫及其附近區（qū）域則無保護作用，而處於（yú）這種狀態的鈦管（guǎn）焊縫及其附近的區（qū）域仍有很強的吸收空氣中的氮及（jí）氧的能力。從400℃開始吸收（shōu）氧，從600℃開始吸收氮，而空氣種含有大量（liàng）氮和氧。

隨氧化水平逐步加（jiā）重，鈦（tài）管焊縫（féng）顏色發生（shēng）變化及焊縫塑性下降的（de）規律。銀白色（無（wú）氧化）金（jīn）黃色（TiO,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化）藍色（Ti2O3氧化稍為嚴重）灰（huī）色（TiO2氧化嚴重）。

2.通過鈦焊縫表麵的顏色可以對鈦焊接的（de）質量進行判別

對於鈦焊縫不同的顏色和硬度的測試如下圖

（一）通過實驗證明，隨著焊（hàn）縫顏色的加深，即焊縫（féng）氧化程度的（de）增加，焊縫的硬（yìng）度隨之增加，通過同行實驗的測試，鈦金屬的硬度增加，焊（hàn）縫中諸如氧、氮等有害物質增加，並大大降低焊接的質量。

（二）鈦的（de）焊接性（xìng）和（hé）它的化學和物理的屬性具有十分重要的關係，但是關鍵在於（yú），在高溫的情況下，鈦（tài）的高活性容易受到（dào）空氣汙染，在加熱的時候，其晶粒出現脹大，當焊接的（de）接頭冷卻時，就會使其形成（chéng）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（bǐ）較的活（huó）潑，與（yǔ）O和H作用比鋼（gāng）容易得多，在600℃以上就急劇化合（hé）。100℃就大量吸收H和O，溶H能力比鋼大幾萬（wàn）倍，進而生成氫化鈦，使韌性急劇下降。氣體雜質增大了冷裂紋和延遲裂紋（wén）的傾向，增大缺口敏感（gǎn）性。因此焊接用氬氣純度應不低於99.99%，濕度應（yīng）不高於0.039%，焊（hàn）絲的含氫（qīng）量應（yīng）在0.002%以下。鈦的傳熱係數是鋼的1/2，在882℃發生α至β的轉變，溫度再高，β晶粒則急劇跳躍式長大，性能（néng）明顯惡化（huà），所以要嚴格（gé）控製溫度，特別要控製焊接熱（rè）循環中的（de）高溫停留時間。焊（hàn）接鈦（tài）時沒有熱裂紋及晶間裂紋問（wèn）題，但存在氣孔問題，尤其是焊α+β合（hé）金。

五、鈦焊接注意事（shì）項

基於以上研究（jiū），鈦金屬在焊接時要注意以下（xià）問題：

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

2.焊縫坡口要求采（cǎi）用機械加工（不得才有打磨的方法加工）；

3.點（diǎn）焊應（yīng）當避免，並采用（yòng）高頻起弧。

4.避免焊後熱處理；如果必須進行（háng）焊後熱處理時，熱處理溫度應小於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（yě）可以根據鈦焊接的焊縫顏色對鈦焊接的質量進（jìn）行判斷，這二者之間具有十分重要的關係（xì）。