鈦是一種化學性質非常活潑的金（jīn）屬，在高溫下對氧、氫和氮等（děng）氣（qì）體具有極大的親和力，特別是在鈦（tài）焊接過程中（zhōng），這種（zhǒng）能（néng）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）收和（hé）溶解不加以（yǐ）控製，無疑會給鈦（tài）焊接接頭的施焊（hàn）過（guò）程帶來了極大的（de）困難。

一、前言

近年（nián）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（jù）大的進步。與此同時，我國在管道等工（gōng）程的焊接方麵也取得了巨大的進步。鈦焊接是我們比（bǐ）較常（cháng）見的一種焊接，在（zài）鈦焊接（jiē）的過程中，如何做（zuò）好其（qí）焊接（jiē）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（yán）色的直觀性，對於鈦（tài）焊接焊縫顏色和焊接質量（liàng）的關係的研究具有重要的意義。本文筆者結合（hé）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（de）工作經驗，對於鈦焊接的焊接質量與鈦焊縫顏色（sè）之間的關（guān）係進行探討，希望（wàng）對於該領域的研究具有一定的（de）作用。

二、鈦（tài）的特性對鈦焊接的（de）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（qiáng）度和硬度（dù）增加，塑性和韌（rèn）性卻降低，焊縫中含焊氧、氮是不利的，應設法（fǎ）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（qǐ）接頭的脆（cuì）性。

3．碳的影響（xiǎng）

常溫下，碳以間隙形式固溶於鈦中，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（tài）合金（jīn）中碳含量不得超過0.1%，焊接時，工件（jiàn）及焊絲的油汙能增加碳含量，因此焊接時需清理幹淨。

三（sān）、鈦的焊接性分析

鈦具有良好的可焊性（xìng），由於其具有（yǒu）較小的（de）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；而且（qiě），其具有（yǒu）小的熱膨（péng）脹係數（shù）（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（tài）焊接的焊縫顏色痛焊接質量（liàng）的關係

1.鈦及鈦合金鈦管焊縫顏色變化及其缺陷產生機理

鈦及鈦合金鈦管焊縫缺陷及產生機（jī）理如（rú）下（xià），進行鈦管焊接時，因氬弧焊槍形成的氬氣（qì）氣體維護層隻能維護好（hǎo）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（jìn）區域則無保護（hù）作用，而處於這種（zhǒng）狀態（tài）的鈦管焊縫及其附（fù）近的區域仍有很強的吸收空氣中的氮及氧的能力（lì）。從（cóng）400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，而空（kōng）氣種含（hán）有大量氮和氧。

隨氧化水平逐步加重，鈦管焊（hàn）縫顏色（sè）發生變化（huà）及焊縫塑性下降的規律。銀（yín）白色（無氧化）金黃（huáng）色（TiO,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化（huà））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（kě）以對鈦焊接的質量進行判別

對於（yú）鈦焊縫不同的顏（yán）色和硬度的測試如下圖

（一）通過實（shí）驗證明，隨著焊縫（féng）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（tōng）過同行實驗的測（cè）試，鈦金屬的硬度增加，焊縫中諸如氧、氮等有害物（wù）質增（zēng）加，並大大降低焊接的質量。

（二）鈦的（de）焊（hàn）接性和它的化學（xué）和物理的屬（shǔ）性具有十分重要（yào）的關係，但是關鍵在於，在高溫的情況下，鈦的（de）高活性容易受到空氣汙染，在（zài）加熱的時候，其晶粒出現脹大，當焊接（jiē）的接頭冷卻時，就會使其形成脆性相。鈦的熔點（diǎn）很高，可以達到1668±10℃，比焊接鋼時（shí）需要的能量還多，同時，鈦的化學（xué）性比較的活潑，與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（liàng）吸收H和O，溶H能力（lì）比鋼大幾萬倍，進而（ér）生成氫（qīng）化鈦，使（shǐ）韌性急劇下降。氣體雜質增大了冷裂紋（wén）和延遲裂紋的傾向，增大缺口敏感性。因此焊接用氬氣（qì）純度應不低於（yú）99.99%，濕度應不高於0.039%，焊絲的含氫量應在0.002%以（yǐ）下。鈦的傳熱係數是鋼的1/2，在882℃發生α至β的轉（zhuǎn）變，溫度再高，β晶粒則急劇跳躍式（shì）長大，性能明顯惡化，所以要（yào）嚴格控製溫（wēn）度，特別要控製焊接熱循環中的高溫停留時間。焊接鈦時沒有熱（rè）裂紋及晶間裂紋（wén）問（wèn）題，但存（cún）在氣孔問題，尤其是焊α+β合金。

五、鈦焊（hàn）接注意事項

基（jī）於以上研究，鈦金屬在焊接時要注意以下問（wèn）題：

1.鈦焊接過程中要對於焊接區域及焊後（hòu）高溫區（qū）域進行嚴格的保護（hù），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（chún）氬及後拖保（bǎo）護罩是必須（xū）的（de）。

2.焊縫坡（pō）口（kǒu）要求采用機械加工（不得才有打（dǎ）磨的方法加工）；

3.點焊應當避免，並采用（yòng）高（gāo）頻起弧。

4.避免焊後熱處理；如果必須進行焊後熱處理時，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（fèn）重要的影響，同時，也可以根據鈦焊接的焊縫顏色對鈦焊接的質量進行判斷，這二者之間具有十（shí）分重要的關係。