鈦是一種化學性質非（fēi）常活潑的金（jīn）屬，在高溫下對氧、氫和氮等氣體具（jù）有極大的親和（hé）力，特別是在鈦焊接過程中，這種能力伴隨（suí）著焊（hàn）接溫度的升高更為強烈。實踐證（zhèng）明，焊接時如果對鈦與氧、氫和氮等（děng）氣體的吸收和溶解不加以控製，無疑會給鈦焊接接頭的施焊過程（chéng）帶來了極（jí）大的困難。

一（yī）、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（shēn）入，我國的經濟建設取得了巨大的進步。與此（cǐ）同時，我國在（zài）管道等工程（chéng）的（de）焊接方麵也取（qǔ）得了巨大的進（jìn）步。鈦焊接是我（wǒ）們比較常見的一種焊接，在鈦焊接的過程中，如何做好其焊接的質量控製，對於鈦焊接的焊縫顏色具有十分重要的影響。由於鈦焊縫顏色的直觀性（xìng），對於鈦焊接焊（hàn）縫顏色和焊接質量的（de）關係的研究具有（yǒu）重要的意義。本文（wén）筆者結合自己多年來在鈦焊接的質量控製及工藝（yì）方麵的研究以及（jí）實際的工（gōng）作經驗，對（duì）於鈦焊（hàn）接的焊接質（zhì）量與鈦焊縫顏色之間（jiān）的關係進行探討（tǎo），希望對於該領域的研究具有一定的作用。

二、鈦的特（tè）性對鈦焊接的影響

1．氧和氮的影響

氧和氮間隙固熔於（yú）鈦中，使（shǐ）鈦晶格畸變，變形抗力（lì）增加，強度和硬度增（zēng）加，塑性和韌性卻降低（dī），焊縫中含焊（hàn）氧、氮是不利的，應設法避免。

2．氫的影響

氫的增加會使鈦（tài）的焊縫金屬衝擊韌性急劇下降，而塑性下降少許，氫化物會引起接頭的脆性。

3．碳的影響

常（cháng）溫下，碳以間（jiān）隙形式固溶於鈦中，使強度增加，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（cuì）的TiC，呈網狀分布，易產生裂紋，國標規定鈦其（qí）鈦合金中碳含量不（bú）得超過0.1%，焊接時，工件及焊絲的油汙能增加碳含量，因此焊接時需清理幹淨。

三、鈦（tài）的焊（hàn）接性分析

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

四、鈦焊接的（de）焊縫顏色痛焊接質量的關係

1.鈦及鈦合金鈦管焊縫顏色變（biàn）化（huà）及其（qí）缺陷（xiàn）產生機理

鈦及鈦合（hé）金鈦管焊縫缺（quē）陷及（jí）產生機理如下，進行鈦管焊接時，因氬（yà）弧（hú）焊槍形成的氬氣氣體維護層隻（zhī）能維護好焊接熔池不受空氣的有害作用，而對已凝（níng）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（tài）的（de）鈦管焊縫及其附近的區域仍有很強的吸收空氣中的氮及（jí）氧的能力。從400℃開始吸收氧（yǎng），從600℃開始吸收氮，而空氣種含有大量氮和氧。

隨氧化水平逐步加重（chóng），鈦管焊（hàn）縫顏色發生變化及焊縫（féng）塑性下降的規律。銀白色（無（wú）氧化）金黃色（TiO,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化）藍色（Ti2O3氧（yǎng）化稍為（wéi）嚴重（chóng））灰色（TiO2氧（yǎng）化嚴重）。

2.通過鈦焊縫表麵的（de）顏色可（kě）以對鈦焊接的質量進行判別（bié）

對於（yú）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（yán）色的加深，即（jí）焊縫氧（yǎng）化程度的增加，焊縫（féng）的硬度（dù）隨之增加（jiā），通過同行實驗的測試，鈦金屬的硬度增（zēng）加，焊縫中諸如氧、氮等有害（hài）物質增加，並大大降低（dī）焊接的質量。

（二）鈦的焊接性和它的化學（xué）和物理的（de）屬性（xìng）具有十分重要的關係，但是（shì）關鍵在於，在高溫的情況下（xià），鈦的高活性容易受（shòu）到空氣汙染，在加熱的時候，其晶粒（lì）出現脹大，當焊接的接頭冷（lěng）卻（què）時，就會使其形成脆性（xìng）相。鈦的熔點很高，可以達（dá）到1668±10℃，比焊接鋼時需要的（de）能量還多，同時，鈦的化學性比較的活潑，與O和H作用比鋼容易得（dé）多，在600℃以上就急劇化（huà）合。100℃就大量吸（xī）收H和O，溶H能力比鋼大（dà）幾萬倍，進而生成氫化鈦，使（shǐ）韌性急劇（jù）下降（jiàng）。氣體雜質（zhì）增大了冷裂紋和延遲裂紋的傾向，增大缺（quē）口敏感性。因此焊接用氬氣純度應不低於99.99%，濕度應不高於0.039%，焊絲的含氫量應在0.002%以下。鈦的傳熱係數是鋼的1/2，在882℃發生α至（zhì）β的（de）轉變，溫度再（zài）高，β晶粒則急劇跳躍式長大，性能明顯惡化，所以要嚴格控製溫度，特別（bié）要（yào）控製焊接熱循環中的高溫停（tíng）留時間。焊接鈦時沒有熱裂紋及晶間裂紋問題，但存在氣孔問題，尤其（qí）是焊α+β合金。

五、鈦焊接注意事（shì）項

基於以上研究，鈦金屬在焊接時要（yào）注意以下問題（tí）：

1.鈦焊（hàn）接過程中要對於焊接區域及焊後（hòu）高溫區域進（jìn）行嚴（yán）格的保護，以避免空氣的進入焊接及高溫區域對焊縫質量造成嚴重影響，故如（rú）99.99%的純氬及後拖保（bǎo）護罩是必（bì）須的。

2.焊縫坡口要（yào）求（qiú）采用機械加工（不得才有打磨的方法加工）；

3.點焊應當避免，並采用高頻起弧。

4.避免焊後熱處理；如果必須（xū）進行焊後熱處理時，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，也可以根據鈦焊接的焊縫顏色對鈦焊（hàn）接的質量（liàng）進行判斷（duàn），這二者之（zhī）間具有十分重要的關係。