鈦比鋼輕45％，比鋁重60％，比其中任何一種都強（qiáng）三倍以上。雖然它（tā）比許多其他金屬貴得多，但它具有更（gèng）高的（de）耐腐蝕（shí）性，更低的生命周期成本，更長的使用壽命，以（yǐ）及比大多數（shù）更低（dī）的維護（hù）和維修成本。鈦的常見應用包（bāo）括軍事，航空航天（tiān），船舶，化工，發電，石油（yóu）和天然氣開采以及醫療設備。

鈦（tài）是一種活性金屬，易與氧氣相互作用，易於氧化和汙染，並且難以焊接。然而，細致的準備，穩定的手法和大量的練習可完成成功（gōng）的焊接。

本文重點（diǎn）介紹使用（yòng）ASTM Gr5，國內TC4（Ti6Al4V）作為參考的鈦管（guǎn）、鈦合金管和管道上（shàng）的氣體保護鎢極電弧焊（hàn）（GTAW，也稱為TIG焊或（huò）鎢極惰性氣體保護焊）。

清潔是至關重（chóng）要的

焊接鈦管需要極其清潔 - 基礎金屬，填充金屬和焊接環境必須完美無暇。焊（hàn）接工人如果擦了護手霜等（děng）身體乳，成型（xíng）和拉伸過程中的油汙，車間灰塵，油漆，汙垢，切削液和潤滑劑都會導致脆化和（hé）焊接失效。

首先清潔工作區域並（bìng）清除各種碎屑，並確（què）保選擇（zé）氣流最小的地（dì）方（fāng），盡量保（bǎo）證環境無風，以免在焊接過程中幹擾保護（hù）氣體。接下來對（duì）填充棒和基底金屬上的油汙清潔：戴上專門用於此目的的丁腈手（shǒu）套（tào），以防止操作（zuò）工手上的護手霜或者其他手上附著的油汙擦到待焊接鈦管上。然後將甲基乙基酮（MEK）塗在幹淨的無絨布上並擦拭鈦以去除任何殘留的表麵汙染物（wù）。此時將填充棒放（fàng）入密封容器中（zhōng）以防（fáng）止進一步汙染。

在焊（hàn）接之前，除去管道表麵鈦與氧氣（qì）反應時形成的氧化皮（pí）。該氧化物層（céng）為鈦提供（gòng）了顯著的耐腐（fǔ）蝕性。但是（shì），必須在焊（hàn）接之前將其去除，因為它在比鈦更高的溫度下熔化（huà）並且可以進入熔融焊池以產生（shēng）使夾層變弱的夾（jiá）雜物。

無論是帶有硬質合金去毛刺工具的模具磨床還（hái）是專用於鈦合金的硬質合金銼刀，都能（néng）最好地從焊接接頭（tóu）上去除氧化層。建議不要（yào）使（shǐ）用鋼絲絨和磨料，因為它們會造成汙染。請記住（zhù）使（shǐ）用低磨削速度以（yǐ）防止（zhǐ）過熱。在將氧化層磨掉後，用MEK或丙酮浸濕的布再次擦拭接頭。因（yīn）為某些溶劑具有低閃點， 等所以要待溶劑在撞擊電弧（hú）之前完全蒸發。

完美契合（hé）

對於鈦管而言（yán），裝配（pèi）可能比任何其他（tā）金屬管更重要，因為它（tā）對於防止氧氣進入焊縫至關重要。接頭應為（wéi）方形（不要形成V形缺口），這有助於減少填充接頭所需的熱量和焊接金（jīn）屬量（liàng）; 這反過來又（yòu）降低了燒穿和汙染的可能性。

將零件夾在定位器或工作站上，以確保兩端盡可（kě）能緊密，準確地對接（jiē）在一起。

大多數薄（báo）壁鈦管和管道不需要預熱。但是，如果您計劃焊接厚度（dù）超過1/3英寸的鈦管，請谘詢您的焊接設備供應商，因為某些預熱（rè）和後加熱可能是（shì）有益的。

屏蔽氣體覆蓋的重要性（xìng）

建議使用純氬氣來焊接鈦，因為它具有高純度和低（dī）水分含量。可以使用75/25的氬/氦混合物（wù）來提高穩定性並僅在指定時增加滲透。

美國焊接協會（AWS）建議測量焊接氣體純度，以（yǐ）確（què）保其符合每（měi）種應用的標準。保護氣體的純度至少為99.995％，不超過百萬分之20（PPM）的氧氣，露點高於-76華氏度。其他應用需要99.999％的純氬氣流（liú）量。

用尾部護罩裝備焊（hàn）槍是至關重要的 - 否則氧氣汙染的風險會增加，並且隨（suí）之而來的是開裂的可能性。一些焊工會製造自（zì）己的尾隨防護罩，雖然有很多款式可供（gòng）購買。尾（wěi）隨（suí）護罩（zhào）符合管子的形狀，並沿著管子的GTAW割炬（jù）。在割炬及其氬氣流（liú）通過（guò）後，護（hù）罩在焊縫上提供額外的氬保護。將割炬和尾隨保護氣流設置（zhì）為20立方（fāng）英尺/小時（CFH）可提供最佳保護（hù）氣體覆蓋率。

始終使（shǐ）用幹淨，無孔的塑（sù）料軟管將保護氣體輸送到（dào）割炬，尾隨護罩（zhào）和吹掃。

填充（chōng）金屬選擇

焊接（jiē）厚度大於0.010英寸的鈦管時，請使用填充金屬（參見圖1）。通常，您應該（gāi）將填充金屬與焊接（jiē）的鈦的（de）等級相匹配 - 理論上該是完全（quán）匹配的。某（mǒu）些應用允許例外，例如屈服強度低於母材的填充金屬，以提高延展性。但是，任何變化（huà）都應經過仔細測試和調查（chá），以確保其符合工藝（yì）要求和規格。

挑選合適的（de）火焰和消耗品

與任何其他焊接工藝相比，GTAW使焊工能夠更好地控製熱（rè）輸入和熔池。具有（yǒu）高頻電弧啟動，遠程電流控（kòng）製功能（néng），後流量計時器和至（zhì）少250安培輸出的GTAW逆變器（qì）將很好地焊（hàn）接鈦。

始終將機器的極性設置為直流電極負極（DCEN）。與直流電極正極（DCEP）相比（bǐ），DCEN具有更深（shēn）的穿透性。

使逆變器（qì）與空氣或水冷割炬匹配。如果您的焊接溫度低於150安培，並且（qiě）其成本低於水冷式割炬，則風冷（lěng）式割炬可提供良好的性能。另一方（fāng）麵，水冷式（shì）割炬更小，更易於操（cāo）作，並且允許在更長（zhǎng）的時間內以更高的安培數進行焊接，盡管鈦（tài）上的大多（duō）數焊接（jiē）都很短並且（qiě）在低於150安培的輸出水平下產生。