钛合金焊接通用知识
钛及钛合金
1 物理化学性能
良好的耐腐蚀性能（常温表面形成致密氧化膜），优于不锈钢10倍，在还原性介质中稍差，经氮化处理后增强；比强度大。
工业用量最大的是TC4，其次是工业纯钛和TA7。
纯钛抗拉强度350-700Mpa，伸长率20-30%，冷弯角80-130，具有良好的低温性能，线膨胀系数和热导率小，利于焊接。
钛合金中合金元素分类
工业纯钛在化学工业得到广泛应用，w(Pd)0.2%的钛-0.2Pd合金抗间隙腐蚀能力比工业纯钛好。
TA7（美国称ELI级）具有良好的超低温性能，ONH等间隙元素含量很低，可用于液氢、液氦贮箱和其他超低温构件。
钛合金分为α、β、α+β相，牌号分别为TA、TB、TC。
α型钛合金不能热处理强化，可进行退火消除残余应力；
α+β型钛合金可热处理强化，代表合金TC4，淬火-时效处理比退火状态抗拉强度提高180Mpa，综合性能良好，广泛应用于航空航天工业，缺点是淬透性较差，不超过25mm，为此发展了高淬透性和强度略高的TC10。
TB2钛合金是近年研制的高强钛合金，属于亚稳β合金，强度高、冷成形性好、焊接性尚可。Ti-33Mo属于稳定β合金，耐腐蚀非常好。
常用钛及钛合金室温力学性能见表13-3
2 钛及钛合金的焊接性
2.1 间隙元素玷污引起脆化
钛是一种活性金属，常温下与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。
540℃以上生成的氧化膜不致密，300℃以上快速吸氢，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮，在空气中容易进行。必须对其焊缝及热影响区进行保护，焊接过程中，要求对其400以上区域进行保护。
O和N间隙固溶于钛，变形抗力增加，强度和硬度增加，塑性和韧性下降。
H含量增加，焊缝金属冲击韧度急剧降低，而塑性下降较少，氢化物引起脆性。
C间隙固溶于α型钛合金中，强度提高，塑性下降，超过溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，易于引起裂纹，焊前应注意清理工件及焊丝上的油污。
2.2 焊接相变引起的性能变化
由于钛熔点高，比热及热到系数小，冷却速度慢，焊接热影响区在高温下停留时间长，使高温β晶粒极易过热粗化，接头塑性降低。
2.2.1 α型钛合金
工业纯钛，TA7和耐蚀合金Ti-0.2Pd。
合金焊缝和热影响区是锯齿状α和针状α组织。焊接性能良好，接头强度系数接近100%，塑性稍差，原因为：焊缝为铸造组织，比轧制状态塑性低；粗晶；焊接时若加快冷却，易产生针状α组织，对接头塑性不利，冷速以10-200℃/s较好，太慢过热，太快易产生针状α组织。
2.2.2 α+β型钛合金
TC1、TC4、TC10三种，室温平衡组织为α+β。
TC1合金退火状态下β相少，焊接性能良好，冷却速度以12-150℃/s较好；
TC4合金以α相为主，加热到β转变温度996±14℃以上快冷时β-α’，α’为钛过饱和针状马氏体，晶粒粗大的原始β相晶界清晰可见。焊接接头塑性，特别是断面收缩率较低，但断裂韧性较高，可提高20%。TC4合金可淬火状态下焊接，焊后时效。退火状态下焊接时接头强度系数可达100%，塑性约为母材的一半，焊接时合适的冷却速度2-40℃/s，可以采用较大的热输入，不宜采用太小的热输入。
TC10合金元素含量较高，焊接性较差，12mm合金焊接时会出现热影响区裂纹。预热250℃可预防裂纹并能提高接头塑性。
2.2.3 β型钛合金
分为亚稳和稳定两种，亚稳是β相（TB2）加入极少量α相，焊后热处理析出α相，容易引起脆性。TB2合金抗拉强度可达1320Mpa，焊后进行520-580℃、8h时效处理，接头强
度可达1180Mpa，伸长率可达7%，而经500℃、8h×620℃、0.5h时效处理，接头强度可达1080Mpa，伸长率可达13%
Ti-33Mo合金组织为稳定β相，耐腐蚀钛合金，焊接时无相变，焊接性良好。
2.3 裂纹
S、P、C等杂质很少，低熔点共晶很难在晶界出现，有效结晶温度区间窄，加之焊缝凝固时收缩量小，因此很少出现焊接热裂纹。但当焊丝有裂纹、夹层等缺陷，含有大量有害杂质时可能出现热裂纹。
保护不良或α+β型钛合金中含β稳定元素较多时会出现热应力裂纹和冷裂纹。加强焊接保护，防止有害杂质玷污和焊前预热，焊后缓冷可以减少甚至消除热应力裂纹和冷裂纹。
钛合金焊接时，热影响区可能出现延迟裂纹，这是由于焊接时熔池和低温区母材中的氢向热影响区扩散，引起热影响区氢含量增加，生成氢化钛，加上不利的应力状态引起的。应降低焊接接头氢含量，选用氢含量低的材料（包括焊丝、母材、氩气），注意焊前清理，焊后进行真空去氢处理，及时消除残余应力。
薄壁α+β型钛合金用工业纯钛做填充材料时不会出现氢化钛，厚板α+β型钛合金多层焊时，若用工业纯钛做填充材料可能出现氢化钛并引起氢脆。
2.4 气孔
焊接热输入量大时，气孔位于熔合线附近，热输入量小时，气孔位于焊缝中部。
气孔能使疲劳强度降低一半甚至3/4。
一般情况下，氢不是气孔主要来源，焊丝和坡口表面清洁度是影响气孔最主要因素，如拉丝时表面润滑剂、磨粒、增塑剂、粗糙端面等。去掉毛刺和减少表面粗糙度可以大大减少气孔。
熔池停留时间增加使气泡浮出，周围气体扩散促使气泡长大。
3 焊接材料和工艺
3.1 焊接材料
一般填充金属与母材标称成分相同，为改善接头韧性、塑性，有时采用强度低于母材的填充材料，如用TA1TA2焊接TA7和厚度不大的TC4，用TC3焊TC4。填充金属的间隙元素含量要低于母材一半，如w(O)<0.12%,w(N)<0.03%,w(H)<0.006%, w(C)<0.04%,填充丝直径1-3。
保护气，以及纯氩99.99%，露点低于-60℃。用环氧基或乙烯基塑料软管输送保护气。增加熔深可用氦气。
3.2 焊前清理
除油：3%氢氟酸-35%硝酸水溶液，低于40℃防止增氢。或机械磨光、刮削待焊表面用无水乙醇清洗；
除氧化皮：不锈钢丝、锉刀，喷丸、蒸汽喷沙；磨削，用碳化硅砂轮。
3.3 钨极氩弧焊
喷嘴直径16-18
厚度大于1mm的焊件用托罩，宽25-60mm，长40-100mm，分布管靠近进气一侧钻有直径0.8-1mm小孔，孔距10mm，经不锈钢网或多孔板（厚0.8-1mm，孔径1mm，距离8-10mm）进入保护区。自动焊托罩长60-200mm。距焊件距离10-20mm。自动焊时加冷却水。
注意保护焊缝背面。钛及合金密度小，熔池表面张力大，焊漏可能性比钢小，只要保护良好，容易获得良好的背面成形。为加强冷却，自动焊背面垫板采用纯铜板，凹槽深2mm，宽3-8mm，槽下有通气孔，孔径1.0mm，孔距10mm，通氩气。
真空充氩舱，刚性采用不锈钢制造，柔性采用薄橡胶、透明塑料制造。抽真空1.3-
13Pa，充氩气或氩-氦混合气焊接。
自动氩弧焊焊接钛合金参数
手工氩弧焊焊焊接钛合金参数
3.4 熔化极氩弧焊
热功率较大，用于中厚度产品焊接，可减少焊接层数、提高焊接速度和生产率、降低成本，气孔比钨极氩弧焊也少，飞溅较多，影响成形和保护，短路过渡用于薄板，喷射过渡适用于厚件，焊接破口角度较大，厚15-25mm一般选用90度单面v形坡口或不开坡口，留1-2mm间隙两面各焊一道。托罩须加强。
3.5 等离子弧焊接
能量集中，单面焊双面成形、弧长变化对熔透程度影响小，无钨夹杂、气孔少和接头性能好等优点，适于钛合金焊接。小孔型一次焊透2.5-15mm钛材，熔透型3mmm以上需开坡口。
背面沟槽尺寸宽深各20-30mm，背面保护气流量也要增加。15mm以上钛材开V形或U 形坡口、钝边取6-8mm，用小孔型等离子弧封底，然后再用其他方法填满坡口。
TC4(TC3焊丝)接头塑性可达70%。
等离子弧焊接典型工艺参数
3.6 真空电子束焊
优点：冶金质量好，焊缝窄，深宽比大，焊缝角变形小，焊缝及热影响区晶粒细，接头性能好，焊缝和热影响区保护好，焊厚件时效率高。
缺点：焊缝向母材过渡不平滑，容易出现气孔，结构尺寸受真空室限制。
焊前认真清理，多用酸洗和机械加工，采用2道焊改善表面成形，第一道高功率密度深熔焊，第二道低功率密度修饰焊，可提高接头疲劳性能。电子束摆动可改善焊缝成形、细化晶粒和减少气孔，接头性能也随之提高。有时加背面垫板，预防未焊透或成型不良。
3.7 激光焊
3.8 闪光焊
3.9 高频焊
3.10 摩擦焊
3.11 扩散焊
3.12 扩散钎焊
3.13电阻点缝焊
4 焊缝缺陷及补焊工艺
文件编号：TP-AR-L8424 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 钛及钛合金焊接工艺分 析正式样本
钛及钛合金焊接工艺分析正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐渐对钛合金焊接技术的应用重视起来。众所周知，钛和钛合金焊接工艺是我们在进行焊接工作中的重点焊接环节，因为钛的比强度相对较高，且钛的耐海水性以及耐低温性也比较高，与此同时，钛也具有无磁透声等和防抗击震动等优点。本文针对当前钛及钛合金焊接形状，对钛及钛合金具体焊接工艺进行详细分析和阐述，希望为我国焊接行业的发展贡献出一份力量。 广义来讲，钛及钛合金是以建筑结构材料形式产生的，同时由于钛及钛合金密度小以及抗拉强度相对
较高等特点现已倍受青睐。而在300摄氏度到500摄氏度的高温状态下，钛合金金属材料仍具有足够高的强度，并且钛及钛合金具有优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。 钛及钛合金焊接工艺特点分析 工业纯钛的抗拉强度普遍偏低，要想使得工业纯钛强度达到标准要求，就得对其进行合金元素施加，对工业纯钛进行不同种类元素和不同数量元素的施加会使工业纯钛产生三种不同类型的钛合金。其中，Ti-230材质的钛合金较为常用，一般加力燃烧室滚动轴承通常是由相应支撑环组件和加强环焊接组件共同构成。 钛及钛合金焊接组织和钛及钛合金相关焊接缺陷详述 2.1.钛及钛合金焊接组织
焊接知识 培 训 教 材 编制: 李承华 佛山柏奇贸易公司出版 一、焊锡原理 1、润湿 所谓焊接即是利用液态的“焊锡”及基材接合而达到两种金属化学键合的效果。
A、特点：以胶合不同，焊接是焊锡分子穿入基材表层金属的分 子结构而形成一坚固完全金属的结构，当焊锡熔解时不可能 完全从金属表面上把它擦掉，因为它已变成基层金属的一部 份。而胶合则是一种表面现象可以从原来表面被擦掉。 B、关于润湿的理解： 水滴在一块涂有油脂的金属薄板上，水形成水滴一擦即掉， 这表示水未润湿或粘在金属薄板上，如果金属基材表面清洁 并干燥，那么当他接触水后则水扩散金属薄板表面而形成薄 面均匀膜层怎么摇也不会掉，这表示水已经润湿此金属板。 C、润湿的前提：清洁 几乎所有的金属曝露在空气中时都会立刻氧化这将防碍金属 表面的焊锡润湿作用，所以必须先清洁焊锡面后进行焊接作 业。 D、锡的表面张力 焊锡湿度会影响表面张力，即温度愈高表面张力愈小，焊锡 表面和铜板之间的角度，称为润湿角度它是所有焊点检验基 础。 E、认识锡铅合金 ℃
固 300 熔 融 C 250 状 态液固混合状态 200 B D 183.3 共结晶点 150 E 100 19.7 25 30 35 40 45 50 55 60 63 65 70 75 80 85 90 95% (锡铅合金比例) 上图说明: 锡铅合金在183.3℃时处于固体及液体的混合阶段,即半熔融状 而在37/63时则可液体或固体直接变为固体或液体,而不经过半
熔融状态。 故：我们在183.3℃的温度上结合焊接时间,热吸收等因素;增加55℃-80℃来完成焊接.而采用63/37或60/40焊锡有以下三点原因： ①因其不经过半熔融状态而迅速固化或液化;因此可最快速度完成 焊锡工作。 ②能在较低温度时开始焊接作用，是锡炉合金中焊接性能最佳之 一种。 ③熔液之潜透力强，可扎根般地渗透金属表面之极细微间隙。
铁铝铜钛合金的焊接方法 低碳钢含碳量少，塑性好，可以制备成各种形式的接头和构件。在焊接过程中，不容易产生淬硬组织，产生裂纹的倾向也很小，同时又不容易产生气孔，它是最好焊的材料。采用气焊、手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊等方法焊接低碳钢，都能获得良好的焊接接头。采用气焊时不要长时间加热，否则热影响区的晶粒容易变大。在接头刚度很大，周围气温较低时，应把工件预热到100~150℃，以免产生裂纹。 如何焊接中碳钢? 由于中碳钢含碳量较高，焊缝及其热影响区容易产生淬硬组织而造成裂纹，所以焊前应预热到300℃左右，并且焊后需要缓冷。它可以采用气焊、手弧焊及气体保护焊等方法施焊。焊接材料应选用结506、结507等抗裂纹性能比较好的焊条。 如何焊接铝及铝合金? 铝及铝合金在焊接中特别容易产生比重大、熔点高的氧化膜，这种氧化膜还能吸附大量的水分，因此在焊接中容易产生夹渣，熔合不好和气孔等缺陷，此外铝合金还容易产生热裂纹。焊接铝及铝合金可以采用气焊或手弧焊。但气焊热量不集中，铝传热很快，所以生产效率低，工件变形大，除薄板外很少采用。 目前大量采用交流氩弧焊的方法来焊接铝及铝合金，因为它热量集中，焊缝美观，变形小，有氩气保护，能防止夹渣和气孔。如采用手工电弧焊焊铝，适合4mm以上的厚板。所用焊条牌号为铝109、铝
209、铝309。它们都属盐基型焊条，稳弧性能不好，要求用直流反接电源。 如何焊接钛及钛合金? 钛是非常活泼的元素，在液态和高于600℃的固态下，极易和氧、氮、氢等气体作用，生成有害的杂质，使钛发生脆化。因此，钛及钛合金不能采用氧-乙炔气焊、手工电弧焊或其它气体保护焊，而只能采用氩弧焊，真空电子束焊和接触焊等方法。采用氩弧焊焊3mm以下的薄板，电源用直流正接、氩气纯度不低于99.98%，喷嘴要尽量靠近工件，焊接电流要小，焊接速度要快，焊后一般要进行低温退火处理，以改善结晶组织和消除焊接应力。 如何焊接铜及铜合金? 铜及铜合金的焊接有许多困难，因为它们的导热性特别好，所以容易造成焊不透和熔合不好等缺陷。焊后工件要产生较大的变形，焊缝及熔合区也容易产生裂纹和大量的气孔。接头的机械性能，尤其是塑性和韧性都低于母材。 焊接紫铜可以采用气焊，但效率太低、变形大，而且还要预热到400℃以上，劳动条件也不好。手工电弧焊可用铜107或铜227的焊条，电源用直流反接，电弧尽量压低，采用直线往返形运条法，以改善焊缝成形。 焊后锤击焊缝，以改善焊缝质量。若采用钨极氩弧焊，可获得高质量的焊接接头，并能减少焊件变形。焊丝用丝201，如用紫铜线T2，还要配用焊剂301.电源采用直流正接。焊接对工件和焊丝要认真清
焊接基础知识 目录 1.0焊锡的定义 2.0工具 2.1 焊烙铁 2.2 烙铁咀 3.0焊锡的材料 3.1 锡线 3.2 焊锡膏 3.3 基本金属 4.0 焊接方法 4.1 焊接基本条件 4.2 烙铁温度 4.3 烙铁握法 4.4 焊接操作法 4.5 烙铁(贴近加热)方法与供锡方法 5.0 安全注意事项 6.0焊锡作业后的检查项目及判定基准 7.0附件 A.电烙铁使用指示
焊接基础知识 1.0焊锡的定义 将两个金属用锡接合在一起即为焊锡 2.0工具 2.1 焊烙铁（又称焊台） 手柄 手柄固定架 清洁海棉 固定底座 显示屛 调节按钮 电源开关 校正微调 控制线
2.2烙铁咀 A、烙铁咀的种类 B、烙铁咀的选定 烙铁咀的形状根据焊盘大小和作业性来选用。 标准太小太大 3.0焊锡的材料 3.1锡线 锡线分为有铅锡线和无铅锡线。
有铅锡线的主要成分是锡和铅。锡～铅依据其组成比例不同，而有很多种，一般是含锡量为50%~60%。 注明：一般锡线上贴有标签，锡线的直径和松香的成分以及锡和铅的含量 如以下锡线成份的表示: - SN 表示锡的含量。 - PB 表示铅的含量。 - mm 表示直径。 - FLUX 表示松香的含量。 3.2 焊锡膏(助焊剂) 3.2.1作用 A 、洗净化作用 金属表面一般都覆有一层抗氧化膜等，在这种状态下即使使用焊锡，也无法使金属接合，焊接膏可使该类附在金属表面的氧化物，氢化物除去。 B 、使焊锡表面张力低下的作用 熔化状焊锡有较大的表面张力，焊锡时要降低该表面张力，使焊锡较好地附着在金属表面，焊锡膏可降低其表面张力增加其附着性。 *表面张力：在液体表面起作用，使液体表面缩至最小的力，如水银在玻璃板上成 颗粒状、水滴生成等力。 未使用焊锡膏时 使用焊锡膏时 C 、防氧化作用 加热金属表面及熔化状态的焊锡，比在常温状态下更易氧化，焊锡膏能较快地覆在已清洗净的金属表面，防止氧化。 3.3基本金属 能结合的金属种类很多，其中表面氧化的容易度，氧化物的性质与焊锡的亲和力等均有差异，焊锡的程度也就非常不同。 *
解决方案编号：YTO-FS-PD488 钛及钛合金焊接工艺分析通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
钛及钛合金焊接工艺分析通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐渐对钛合金焊接技术的应用重视起来。众所周知，钛和钛合金焊接工艺是我们在进行焊接工作中的重点焊接环节，因为钛的比强度相对较高，且钛的耐海水性以及耐低温性也比较高，与此同时，钛也具有无磁透声等和防抗击震动等优点。本文针对当前钛及钛合金焊接形状，对钛及钛合金具体焊接工艺进行详细分析和阐述，希望为我国焊接行业的发展贡献出一份力量。 广义来讲，钛及钛合金是以建筑结构材料形式产生的，同时由于钛及钛合金密度小以及抗拉强度相对较高等特点现已倍受青睐。而在300摄氏度到500摄氏度的高温状态下，钛合金金属材料仍具有足够高的强度，并且钛及钛合金具有优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。 钛及钛合金焊接工艺特点分析 工业纯钛的抗拉强度普遍偏低，要想使得工业纯钛强度达到标准要求，就得对其进行合金元素施加，对工业纯钛进行不同种类元素和不同数量元素的施加会使工业纯钛
电焊工培训内容 电焊工属国家安全生产监督局规定的特种作业工种。特种作业人员必须接受与本工种相适应的、专门的安全技术培训、经安全技术理论考核和实际操作技能考核合格，取得特种作业操作证后，方可上岗作业；未经培训，或培训考核不合格者，不得上岗作业。 一、初级 培训内容：识图知识，常用金属材料一般知识，热处理一般知识，常用电弧焊工艺知识，常用焊接材料知识，焊接接头及焊缝形式知识、平面对接焊接实训 培训对象： 18周岁以上体检合格，初中以上文化。 二、中级 培训内容：金属学及热处理基础知识，焊工电工基础知识，焊接电弧及焊接冶金知识，焊接工艺及设备知识，焊接应力和变形知识，焊接检验知识，中级焊工实训 培训对象： (1)取得所申报职业（工种）的初级工等级证书满三年； (2)取得所申报职业（工种）的初级工等级证书并经过中级工培训结业； (3)高等院校、中等专业学校毕业并从事与所学专业相应的职业（工种）工作。 三、高级 培训内容：焊接接头试验方法，异种金属焊接知识，典型金属结构焊接知识，提高劳动生产率的知识 一、适用对象 拟取得金属焊接与切割作业的《特种作业操作证》，并具备金属焊接与切割作业上岗基本条件的劳动者。 二、培训目标 通过培训，使培训对象掌握金属融化焊接与热切割、压力焊、钎焊等电焊工作业的安全技术理论知识与安全操作技能，达到独立上岗的工作能力。 三、培训课程安排（需要和技校老师协调） 序号 教学内容 课 时 授课 教师 资格证编号 1 常用焊接方法的原理及危险和有害因素 8
2 焊接防火、防爆及灭火技术 8 3 焊接劳动卫生与防护 6 4 焊接安全用电 8 5 常用焊接设备的结构和安全要求 8 6 焊接材料的安全技术性能 6 7 特殊焊接作业的安全防护 8 8 焊接安全管理 6 9 焊接事故分析 12 四、培训教材 《金属焊接与切割作业教材》、《金属焊接与切割复训教材》、《安全生产法律法规》、《安全生产知识常用读本》。 五、培训要求 1 、理论与实际相结合，突出安全操作技能的培训。 2 、实际操作训练中，应采取相应的安全防范措施。 3 、注重职业道德、安全意识、基本理论和实际操作能力的综合培养。 4、由具备资格的教师任教，并应有足够的教学场地、设备和器材等条件。 5、采用国家统一编写的培训教材。复审的培训教材由各培训单位根据培训对象和当时的具体情况自
钛合金焊接工艺 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
关键词：焊接；钛合金；焊丝；氩气；氩弧焊 摘要：本文阐述了钛及钛合金的材料特点及焊接性、并针对钛及钛合金焊接中易产生氧化、裂纹、气孔筹焊接缺陷，进行了焊接性试验。能过对钛及钛合金焊接工艺规范的不断摸索，以及对试验过程出现的问题的合理分析，总结出钛及钛合金焊接工艺特点及操作要领。 一、钛及钛的分类及特点 国产工业纯钛有TA1、TA2、TA3三种，其区别在于含氢氧氮杂质的含量不同，这些杂质使工业纯钛强化，但是塑性显着降低。工业纯钛尽管强度不高，但塑性及韧性优良，尤其是具有良好的低温冲击韧性；同时具有良好的抗腐蚀性能。所以，这种材料多用于化学工业、石油工业等，实际上多用于350℃以下的工作条件。根据钛合金退火状态的室温组织，可将钛合金分为三种类型：α型钛合金、(α+β)型钛合金及β型钛合金。α型钛合金中，应用较多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。这种合金室温下，其强度可达到931N/mm2，而且在高温下（500℃以下）性能稳定，可焊性良好。β型钛合金在我国的应用量较少，其使用范围有待进一步扩大。 二、钛及钛合金的焊接性 钛及钛合金的焊接性能，具有许多显着特点，这些焊接特点是由于钛及钛合金的物理化学性能决定的。 1.气体及杂质污染对焊接性能的影响
在常温下，钛及钛合金是比较稳定的。但试验表时，在焊接过程中，液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用，而且在固态下，这些气体已与其发生作用。随着温度的升高，钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升，大约在250℃左右开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，这些气体被吸收后，将会直接引起焊接接头脆化，是影响焊接质量的极为重要的因素。 （1）氢是影响氢是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显着，其主要原因是随缝含氢弹量增加，焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。TiH2强度很低，故片状或针状卫HiH2的作用例以缺口，合冲击性能显着降低；焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很时显。 （2）氧的影响氧在钛的α相和β想中都有有较高的熔解度，并能形成间隙固深相，使用权钛的晶伤口严重扭曲，从而提高钛及钛合金的硬度和强度，使塑性却显着降低。为了保证焊接接应的性能，除了在焊接过程中严防焊缝及焊按热影响区发主氧化外，同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。 （3）氮的影响在700℃以上的高温下，氮和钛发生剧作用，形成脆硬的氮化钛（riN）而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度，比是量的氧引起的后果更为严重，因此，氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度、硬度，降低焊缝的塑性性能比氧更为显着。 （4）碳的影响碳也是钛及钛合金中常见的杂质，实验表明，当碳含量为%时，碳因深在α钛中，焊缝强度极限有些提高，塑性有些下降，但不及氧氮的作用强烈。但是当进一步提高焊缝含碳量时，焊缝却出现网状TiC，其数量随碳含量
坡口和焊缝的基础知识 培训要求了解坡口和焊缝的基础知识，熟悉焊缝符号的表示方法。 第一节焊接接头和坡口 一、焊接接头的种类和坡口 1、焊接接头的种类 用焊接的方法连接工件的接头叫焊接接头。焊接时，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头形式及坡口形式也不同。焊接接头的形式有对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 （1）对接接头 两构件表面构成大于或等于135°而小于或等于180°夹角的接头，对接接头。在各种焊接结构中，它是采用得最多的一种接头形式。 （2）T形接头 一个焊接构件与另外一个焊接构件的表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头。 （3）角接接头 两焊件端面间构成的大于30°而小于135°的接头叫角接接头，如图2-3所示。 T形接头角接接头
（4）搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头叫搭接接头。搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊、长椭圆孔塞焊等三种形式。 搭接接头 2、焊接接头的坡口 （1）坡口形式根据坡口的形 状，坡口分为I形（不开坡口）、 V形、Y形、双Y形，U形、双 U形、单（钝）边V形，K形以 及J形等，其中以前面三种最为 常用。 （2）坡口的几何尺寸主要有 坡口面、坡口面角度、坡口角度、 根部间隙、钝边和根部半径等几 个概念。如图所示。坡口的几何尺寸 二、焊缝的形式和尺寸 1、焊缝的形式焊缝按结合形式可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝等五种；按施焊时在空间所处位置不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝等四种形式；按焊缝的断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝这两种。 2、焊缝的形状尺寸 焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同的焊缝其形状参数也不一样。主要的形状参数有焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝成型系数、融合比等。 （1）焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫做焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫做焊缝宽度。如图所示。
钛合金焊接通用知识
钛及钛合金 1 物理化学性能 良好的耐腐蚀性能（常温表面形成致密氧化膜），优于不锈钢10倍，在还原性介质中稍差，经氮化处理后增强；比强度大。 工业用量最大的是TC4，其次是工业纯钛和TA7。 纯钛抗拉强度350-700Mpa，伸长率20-30%，冷弯角80-130，具有良好的低温性能，线膨胀系数和热导率小，利于焊接。 钛合金中合金元素分类
工业纯钛在化学工业得到广泛应用，w(Pd)0.2%的钛-0.2Pd合金抗间隙腐蚀能力比工业纯钛好。 TA7（美国称ELI级）具有良好的超低温性能，ONH等间隙元素含量很低，可用于液氢、液氦贮箱和其他超低温构件。 钛合金分为α、β、α+β相，牌号分别为TA、TB、TC。 α型钛合金不能热处理强化，可进行退火消除残余应力； α+β型钛合金可热处理强化，代表合金TC4，淬火-时效处理比退火状态抗拉强度提高180Mpa，综合性能良好，广泛应用于航空航天工业，缺点是淬透性较差，不超过25mm，为此发展了高淬透性和强度略高的TC10。 TB2钛合金是近年研制的高强钛合金，属于亚稳β合金，强度高、冷成形性好、焊接性尚可。Ti-33Mo属于稳定β合金，耐腐蚀非常好。 常用钛及钛合金室温力学性能见表13-3 2 钛及钛合金的焊接性 2.1 间隙元素玷污引起脆化 钛是一种活性金属，常温下与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。 540℃以上生成的氧化膜不致密，300℃以上快速吸氢，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮，在空气中容易进行。必须对其焊缝及热影响区进行保护，焊接过程中，要求对其400以上区域进行保护。 O和N间隙固溶于钛，变形抗力增加，强度和硬度增加，塑性和韧性下降。 H含量增加，焊缝金属冲击韧度急剧降低，而塑性下降较少，氢化物引起脆性。 C间隙固溶于α型钛合金中，强度提高，塑性下降，超过溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，易于引起裂纹，焊前应注意清理工件及焊丝上的油污。
钛及钛合金焊接工艺分 析 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
钛及钛合金焊接工艺分析随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐渐对钛合金焊接技术的应用重视起来。众所周知，钛和钛合金焊接工艺是我们在进行焊接工作中的重点焊接环节，因为钛的比强度相对较高，且钛的耐海水性以及耐低温性也比较高，与此同时，钛也具有无磁透声等和防抗击震动等优点。本文针对当前钛及钛合金焊接形状，对钛及钛合金具体焊接工艺进行详细分析和阐述，希望为我国焊接行业的发展贡献出一份力量。 广义来讲，钛及钛合金是以建筑结构材料形式产生的，同时由于钛及钛合金密度小以及抗拉强度相对较高等特点现已倍受青睐。而在300摄氏度到500摄氏度的高温状态下，钛合金金属材料仍具有足够高的强度，并且钛及钛合金具有优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。 钛及钛合金焊接工艺特点分析 工业纯钛的抗拉强度普遍偏低，要想使得工业纯钛强度达到标准要求，就得对其进行合金元素施加，对工业纯钛进行不同种类元素和不同数量元素的施加会使工业纯钛产生三种不同类型的钛合金。其中，Ti-230材质的钛合金较为常用，一般加力燃烧室滚动轴承通常是由相应支撑环组件和加强环焊接组件共同构成。
钛及钛合金焊接组织和钛及钛合金相关焊接缺陷详述 2.1.钛及钛合金焊接组织 工业纯钛焊接组织和α钛合金组织二者在常温之下的显示状态为单相，但是二者的冷却速度却存在着很大不同，因为其会根据不同的冷却速度进行锯齿状组织生成和针状组织生成。机械性能相对于母材而言并不会发生较大变化，并且其具体焊接性能也非常良好。一般而言，α+β钛合金是从相关β相中加以冷却分解出来的，而在此过程中形成正规马氏体，但α'相数量和α'相形式都是按照钛及钛合金组成和钛及钛合金冷却速度加以进行细节变化的。我们应该知道，当α'相有所增加时，钛及钛合金延伸性以及钛及钛合金韧性就会受其影响而降低，此时Ti-6Al-4V 的焊接性能也会有所下降，虽然β稳定元素钒含量已经处在5%以上。需要强调的是，当马氏体温度低于室内温度时，此时焊接部位始处于亚稳定β相，所以可以确定焊接性能并不会劣化，但是由于元素过多所造成的影响，延伸性性能会在一定程度上得以降低。 2.2.钛及钛合金焊接缺陷分析 钛及钛合金通常会受到O元素和N元素以及C元素等影响致使污染状况发生且会出现脆化，在常温状态下钛及钛合金的状态比较稳定，但温度
电焊焊接基础培训知识 课题一焊接概述 【教学内容】 一、焊条电弧焊简介： 焊条电弧焊的过程如图1所示。 焊条电弧焊有哪些优点： 焊条电弧焊有哪些缺点： 二、安全操作规程讲解： 三、预防触电的安全技术 四、预防火灾和爆炸的安全技术 采取安全措施： 五、预防有害气体和烟尘中毒的安全技术 应采取预防措施： 六、预防抓光辐射的安全技术 七、特殊环境焊接的安全技术 八、劳动保护用品的种类及要求 1.焊接护目镜 2.焊接防护面罩。 3.防护工作服 4.电焊手套和工作鞋 5.防尘口罩。
图1-2 手持式电焊面罩图1-3 头盔式电焊面罩 1-上弯司 2-观察窗 3-手柄 4-下弯司 5-面罩主体 1头箍 2-上弯司 3-观察窗 4-面罩主体 图1-4 MS型电焊面罩图1-5 自吸过滤式防尘口罩 a)头戴式 b)手持式 课题二引弧、平敷焊操作练习 【教学内容】 基础知识讲解 1. 平敷焊的特点 2. 基本操作姿势 焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿，如图1-6所示。 焊接基本操作姿势
焊钳与焊条的夹角如图所示。 焊钳与焊条的夹角 辅助姿势 焊钳的握法如图。 焊钳的握法 Ⅱ、实习操作练习 基本操作方法 （1）引弧 ①划擦法 图1-9 引弧方法 ②直击法 （2）引弧注意事项 运条方法 图1-10 焊条角度与应用（1）焊条的送进 （2）焊条纵向移动
图1-11 焊条沿焊接方向移动 （3）焊条横向摆动 （4）焊条角度 图1-12焊条角度 （5）运条时几个关键动作及作用 ①焊条角度 ②横摆动作 ③稳弧动作（电弧在某处稍加停留之意）作用是保证坡口根部很好熔合，增加熔合面积。 ④直线动作 ⑤焊条送进动作 主要是控制弧长，添加焊缝填充金属。 （6）运条时注意事项 焊缝的收尾 焊接时电弧中断和焊接结束，都会产生弧坑，常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象。为了克服弧坑缺陷，就必须采用正确的收尾方法，一般常用的收尾方法有三种。 （1）划圈收尾法 （2）反复断弧收尾法 （3）回焊收尾法 焊缝的收尾方法 操作要领 手持面罩，看准引弧位置，用面罩挡着面部，将焊条端部对准引弧处，用划擦法或直击法引弧，迅速而适当地提起焊条，形成电弧。 调试电流。 （1）看飞溅
钛及钛合金的焊接 一、前言 随着我国经济的快速发展，钛合金材料得到广泛应用。但由于钛合金是一种化学性质非常活泼的金属，在高温下对氧、氢和氮等气体具有极大的亲和力，特别是在钛焊接过程中，这种能力伴随着焊接温度的升高更为强烈。实践证明，焊接时如果对钛合金与氧、氢和氮等气体的吸收和溶解不加以控制，无疑会给钛合金焊接接头的施焊过程带来了极大的困难。 二、钛的特性对钛焊接的影响 1)氧和氮的影响。氧和氮间隙固熔于钛中，使钛晶格畸变，变形抗力增加，强度和硬度增加，塑性和韧性却降低，焊缝中含焊氧、氮是不利的，应设法避免。 2)氢的影响。氢的增加会使钛的焊缝金属冲击韧性急剧下降，而塑性下降少许，氢化物会引起接头的脆性。 3)碳的影响。常温下，碳以间隙形式固溶于钛中，使强度增加，塑性下降，但不如氧、氮明显，碳量超过溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，易产生裂纹，国标规定钛其钛合金中碳含量不得超过 0.1%，焊接时，工件及焊丝的油污能增加碳含量，因此焊接时需清理干净。 三、钛及钛合金的焊接性 1）气孔的产生。钛及钛合金焊接时最常见的缺陷是气孔，主要产生在熔合线附近。氢是形成气孔的重要原因，在焊接时由于钛吸收氢的能力很强，而随着温度的下降氢的溶解度显著下降，所以溶解于液态金属中的氢往往来不及逸出形成气孔。 2）接头的脆化问题。在常温下，钛与氧反应生成致密的氧化膜，从而使其具有高的化学稳定性与耐腐蚀性。在施焊过程中，焊接温度高达5000～10000℃，钛及其合金与氧、氢和氮发生快速反应。据试验，钛合金在施焊过程中，温度在300℃以上时能快速吸氢，450℃以上时能快速吸氧，600℃以上时能快速吸氮。而当熔池中侵入这些有害气体后，焊接接头的塑性和韧性都会发生明显的变化，特别是在882℃以上，接头晶粒严重粗大化，冷却时形成马氏体组织，使接头强度、硬
电烙铁焊接技术培训 焊接在电子产品装配过程中是一项很重要的技术，也是制造电子产品的重要环节之一，如果没有相应的工艺质量保证，任何一个设计精良的电子装置都难以达到设计指标。它在电子产品实验、调试、生产中应用非常广泛，而且工作量相当大，焊接质量的好坏，将直接影响到产品的质量。电子产品的故障除元器件的原因外，大多数是由于焊接质量不佳而造成的。因此，掌握熟练的焊接操作技能对产品质量是非常有必要的。本培训教材着重讲述应用广泛的手工锡焊焊接。其目的是使公司员工在使用烙铁时，有正确的使用方法及认识，进而提升产品品质及延长零件寿命。同时，也使公司的品检员对焊接方面的知识有着进一步的了解，在生产现场控制过程中达到最佳的品质保证。 焊接分类与电烙铁的介绍 焊接的分类 在电子工业中，几乎各种焊接方法都要用到，但使用最普遍、最具有代表性的是锡焊法。锡焊是焊接的一种，它是将焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热到焊锡温度，在焊件不熔化的情况下，焊料熔化并浸润焊接面，依靠二者的扩散形成焊件的连接。 电烙铁的介绍 电烙铁的分类： 电烙铁分外热式电烙铁和内热式电烙铁，我们公司使用的是恒温内热式电烙铁。恒温内热式电烙铁是由温控台、手柄、加热芯、烙铁头、电源线、接地线组成。使用前必须确保接地线有效接地。 电烙铁的使用方法： 电烙铁的握法有反握法、正握法、握笔法。反握法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作；正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；一般在操作台上焊接PCB板等焊件时，多采用握笔法。 锡丝的拿法一般有两种（如图示）
烙铁头 烙铁头有尖形、马蹄形、扁咀形、刀口形等 烙铁头通常都经过特殊表面处理，因此千万别使用挫刀去磨烙铁头。虽然烙铁 头本身是消耗品，我们还是要做一些保养动作，才可以让焊接顺利进行，进而 延长烙铁头的使用寿命。秘诀不外乎不要过热，使用中要保持清洁，以及使用 保养。 电烙铁在使用前的处理： 一把新烙铁（或新烙铁头）不能拿来就用，必须先对烙铁头进行处理后才能正常使用，就是说在使用前先给烙铁头镀上一层焊锡。具体的方法是：先接上电源，当烙铁头温度升至能熔锡时，将含助焊剂（松香）的锡丝涂在烙铁头上，如此进行几次，使烙铁头的刃面部挂上一层锡便可使用了。 当烙铁使用一段时间后，烙铁头的刃面及其周围就要产生一层氧化层，这样便产生“吃锡”困难的现象，此时可在吸水棉（木质纤维海绵）上擦去氧化层，将含助焊剂的锡丝涂在烙铁头上，反复几次至烙铁头挂锡均匀。 为延长烙铁头的使用寿命，必须注意以下几点： （ 1 ）保持烙铁头清洁，浸水海绵（木质纤维海绵）含水量不可过多； （ 2 ）进行焊接时，应尽量避免锡丝直接重触烙铁头，多利用锡桥焊接； （ 3 ）焊接完毕时，烙铁头上的残留焊锡应该继续保留，以防止再次加热时出现氧化层。 焊锡丝 手工焊接常使用管状的焊锡丝，锡丝按直径的大小分很多规格，从0.3mm到2.8mm左右都有，常规的有0.3、0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mm等,也可以根据需要定制规格。要根据焊点的大小选用。一般，应使焊锡丝的直径略小于焊盘的直径。还分实芯和药芯锡丝，药芯锡丝中间是空的，内部已装有松香和活化剂制成的助焊剂。标准型的松香含量是2.2%。 焊接的障碍物 焊接的障碍物存在于两被焊物的表面，它们是金属氧化物油脂及其他污物（如轻酸性或轻碱性物，将使焊接点腐蚀而致产品不能使用）。 注意：在操作中勿用拢过头发的手触及待焊点的表面，焊接障碍物起于自然氧化，不正当的贮存，运送及操作。 良好焊接的基本条件 (1) 焊件必须具有良好的可焊性---- 被焊物可焊性。不是所有的金属都具有良好的可焊性，有些金属如铬、钼、钨等的可焊性就非常差；有些金属的可焊性又比较好，如紫铜、黄铜等。在焊接时，由于高温使金属表面产生氧化膜，影响材料的可焊性。为了提高可焊性，一般采用表面镀锡、镀银等措施来防止表面的氧化。 (2) 焊件表面必须保持清洁。为了使焊锡和焊件达到良好的结合，焊接表面一定要保持清洁。 即使是可焊性良好的焊件，由于储存或被污染，都可能在焊件表面产生有害的氧化膜和油污。在焊接前务必把污膜清除干净。否则无法保证焊接质量。 (3) 焊件要加热到适当的温度--- 热源。需要强调的是，不但焊锡要加热到熔化，而且应该同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度。 (4) 正确手焊技巧。 烙铁下处必须使烙铁头和两被焊物表面有最大加热接触面。
焊接设备 153．焊钳 用以夹持焊条（或碳棒）并传导电流以进行焊接的工具。 154．焊枪 具有导送焊丝、馈送电流、给送保护气体或贮送焊剂等功能的装置（器具）。 155．焊接机头 焊接机器中包含有焊枪或焊炬的部件，一般带有焊丝校直机构，有时也可有摆动机构。156．喷嘴 焊炬或焊枪的嘴头部分，保护气体或可燃气体由此喷出。 157．气体喷嘴 送输保护气体的焊枪或焊炬的出口装置。 158．电弧喷涂喷嘴 电弧喷涂用导送气体的喷枪出口装置。 159．火焰喷涂喷嘴 火焰喷涂时用于导送气流并形成雾化颗粒的喷枪出口装置。 160．导电嘴 熔焊时，焊枪和焊接机头上用以将焊丝导向熔池并向焊丝馈送电流的零件。 161．送丝机构 焊接设备中，用以输送焊丝的专用装置。 162．铜滑块 电渣焊或气电立焊时，为保持熔池形状，强制焊缝成形，在接头一侧或两侧使用的成形器具。163．清根 从焊缝背面清理焊根，为背面焊接作准备的操作。 焊接工艺装备和辅助器具术语 1．焊接夹具 为保证焊件尺寸，提高装配精度和效率，防止焊接变形所采用的夹具。 2．焊接工作台 为焊接小型焊件而设置的工作台。 3．焊接操作机 将焊接机头或焊枪送到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机的装置。 4．焊接变位机 将焊件回转或倾斜，使接头处于水平或船形位置的装置。 5．焊接滚轮架 借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形（或圆锥形）焊件旋转的装置。 6．电磁平台 装配和焊接用的带电磁吸力的平台。 7．焊工升降台 焊接高大焊件时，带动焊工升降的装置。
8．定位板 为保持焊件间的相对位置，防止变形和便于装配而临时焊上的金属板。 9．引弧板 为在焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。焊接在这块板上开始，焊后割掉。 10．引出板 为在接头未端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板，焊接在这块板上结束，焊后割掉。 11．焊接衬垫 为保证接头根部焊透和焊缝背面成形，沿接头背面预置的一种衬托装置。 12．焊剂垫 利用一定厚度的焊剂层做接头背面衬托装置的焊接衬垫。 另可查看： https://www.doczj.com/doc/5511463051.html,/jishu/n/2006-10-09/20061009145500255.shtml 一、基本知识 1.什么叫焊接? 答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或 二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接. 2.什么叫电弧？ 答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。 〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。 〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。 〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。 3.什么叫母材？ 答：被焊接的金属#-叫做母材。 4.什么叫熔滴？ 答：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴#-叫做熔滴。 5.什么叫熔池？ 答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分#-叫做熔池。 6.什么叫焊缝？ 答：焊接后焊件中所形成的结合部分。 7.什么叫焊缝金属？ 答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。 8.什么叫保护气体？ 答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体#-保护气体。 9.什么叫焊接技术？ 答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。 10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？ 答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。 11.什么叫CO2焊接？ 答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。
焊工基础知识培训手册 第一章焊接过程基本理论及分类 焊接是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法叫做焊接。 焊接是一种生产不可拆卸的结构的工艺方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展成为一门独立的科学，焊接不仅可以解决各种钢材的连接，还可以解决铝、铜等有色金属及钛等特种金属材料的连接，因而已广泛用于国民经济的各个领域，如机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据统计，每年仅需要进行焊接加工之后、使用的钢材就占钢材总产量的55%左右。可见焊接技术应用的前景是很广阔的。 一、焊接分类 焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下： 1.熔焊：焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法，称为熔焊。 熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。 2.压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，称为压焊。压焊两种形式： （1）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。 （2）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。 3.钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。钎焊分为如下两种： （1）软钎焊用熔点低于4500C的钎料（铅、锡合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。
关键词：焊接；钛合金；焊丝；氩气；氩弧焊 摘要：本文阐述了钛及钛合金的材料特点及焊接性、并针对钛及钛合金焊接中易产生氧化、裂纹、气孔筹焊接缺陷，进行了焊接性试验。能过对钛及钛合金焊接工艺规范的不断摸索，以及对试验过程出现的问题的合理分析，总结出钛及钛合金焊接工艺特点及操作要领。一、钛及钛的分类及特点 国产工业纯钛有TA1、TA2、TA3三种，其区别在于含氢氧氮杂质的含量不同，这些杂质使工业纯钛强化，但是塑性显著降低。工业纯钛尽管强度不高，但塑性及韧性优良，尤其是具有良好的低温冲击韧性；同时具有良好的抗腐蚀性能。所以，这种材料多用于化学工业、石油工业等，实际上多用于350℃以下的工作条件。根据钛合金退火状态的室温组织，可将钛合金分为三种类型：α型钛合金、(α+β)型钛合金及β型钛合金。α型钛合金中，应用较多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。这种合金室温下，其强度可达到931N/mm2，而且在高温下（500℃以下）性能稳定，可焊性良好。β型钛合金在我国的应用量较少，其使用范围有待进一步扩大。 二、钛及钛合金的焊接性 钛及钛合金的焊接性能，具有许多显著特点，这些焊接特点是由于钛及钛合金的物理化学性能决定的。 1.气体及杂质污染对焊接性能的影响 在常温下，钛及钛合金是比较稳定的。但试验表时，在焊接过程中，液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用，而且在固态下，这些气体已与其发生作用。随着温度的升高，钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升，大约在250℃左右开始吸收氢，
从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，这些气体被吸收后，将会直接引起焊接接头脆化，是影响焊接质量的极为重要的因素。 （1）氢是影响氢是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显著，其主要原因是随缝含氢弹量增加，焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。TiH2强度很低，故片状或针状卫HiH2的作用例以缺口，合冲击性能显著降低；焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很时显。 （2）氧的影响氧在钛的α相和β想中都有有较高的熔解度，并能形成间隙固深相，使用权钛的晶伤口严重扭曲，从而提高钛及钛合金的硬度和强度，使塑性却显著降低。为了保证焊接接应的性能，除了在焊接过程中严防焊缝及焊按热影响区发主氧化外，同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。 （3）氮的影响在700℃以上的高温下，氮和钛发生剧作用，形成脆硬的氮化钛（riN）而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度，比是量的氧引起的后果更为严重，因此，氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度、硬度，降低焊缝的塑性性能比氧更为显著。 （4）碳的影响碳也是钛及钛合金中常见的杂质，实验表明，当碳含量为0.13%时，碳因深在α钛中，焊缝强度极限有些提高，塑性有些下降，但不及氧氮的作用强烈。但是当进一步提高焊缝含碳量时，焊缝却出现网状TiC，其数量随碳含量增高而增多，使焊缝塑性急剧下降，在焊接应力作用下易出现裂纹。因此，钛及钛合金母材的含碳量不大于0.1%，焊缝含碳量不超过母材含碳量。 2.焊接接头裂纹问题 钛及钛合金焊接时，焊接接头产生热裂纹的可能性很小，这是因为钛及钛合金中S、P、C等杂质含量很少，由S、P形成的低熔点共晶不易出现在晶界上，加之有效结晶温度区间
金属材料知识介绍 目录
1．焊接基础知识 (3) 1.1焊接方法分类 (3) 1.2 焊接电弧……………………………………………………………………………………………………… .3 1.3焊条的组成和作用 (4) 1.4焊条的分类…………………………………………………………………………………………………… .4 2.几种常见的焊接方法 (5) 3. 金属材料的焊接性能…………………………………………………………………………………………… .6 3.1焊接性能………………………………………………………………………………………………………. .6 3.2影响焊接接头性能的因素 (7) 3.3不同钢材的焊接性能分析 (7) 3.4焊接接头的缺陷及防止措施 (6) 4．焊接结构设计 (10) 4.1 焊接结构材料选择 (10) 4.2 焊接结构的工艺性 (10) 5．焊接接口的形式和坡口 (12) 5.1接口形式 (12) 5.2 坡口形式的选择 (13)
基本焊接方法 1.焊接的基本知识 1.1 焊接方法分类 定义：利用原子间的扩散与结合，使分离的金属材料牢固地连接起来，成为一个整体的过程。 原子之间的扩散与结合，通常采用加热、加压或两者并用。可以用填充材料（或不用）， 将金属加热到熔化状态。 焊接方法分类： 1）熔焊: 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 2）压焊: 焊接过程中，必须对焊件施加压力（加压或加热），以完成焊接的方法称为压焊。 3）钎焊: 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 1.2. 焊接电弧 由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久放电现象称为焊接电弧。电弧燃烧后，弧柱中充满了高温电离气体， 放出大量的热能和强烈的光。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。如图1-1所示。阴极区是电弧紧靠负电极的区域， 阴极区很窄，约为0.1um-0.01um ，温度约为2400K 。阳极区是指电弧紧靠正电极的区域，阳极区较阴极区宽，约为10um-1um ，温度约为2600K 。电弧阳极区和阴极区之间的部分称为弧柱，弧柱区温度最高，可达6000K-8000K 。焊接电弧两端间（指电极端头和熔池表面间）的最短距离称为弧长。