鈦是一種化學性質非常活潑的（de）金屬，在高溫下對氧、氫和氮（dàn）等氣體具有極大的親（qīn）和力，特別是在鈦（tài）焊接過程中，這種能力伴（bàn）隨著焊接溫度的升高更為（wéi）強烈。實踐證明（míng），焊接時如果對鈦與（yǔ）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施焊過程帶來了極大的困難。

一、前言

近年來，隨著（zhe）經濟的（de）發展，特別是隨著改革開放的（de）不斷深入，我（wǒ）國的經濟建設取得了巨大的進步。與此同時，我國在管道等工程的焊接方麵也取得了巨大（dà）的進步。鈦焊接是我們比較常見的一種焊接，在鈦焊接（jiē）的過程中，如何做好其焊接的質量控製，對（duì）於（yú）鈦焊接的（de）焊縫顏色具有十分重要的影響。由（yóu）於鈦焊縫顏色的（de）直觀性，對於鈦焊接焊（hàn）縫顏色和焊接質量（liàng）的關（guān）係的研究具有（yǒu）重要的意義。本文（wén）筆者結合自己多（duō）年來在鈦焊（hàn）接的（de）質量控製及工藝方麵的研究以及實（shí）際（jì）的工作（zuò）經驗，對於鈦焊接的焊接（jiē）質量與鈦焊縫顏色之間的關係進行探討，希（xī）望對於（yú）該領域的研（yán）究具（jù）有一定的作用。

二、鈦的特性對鈦焊接的影響

1．氧和氮的影響

氧和（hé）氮間隙固熔於（yú）鈦（tài）中，使鈦晶格畸變，變形抗力增加，強度和硬度增加，塑性和韌性（xìng）卻降低，焊縫中含焊氧（yǎng）、氮（dàn）是不利的，應（yīng）設法（fǎ）避免。

2．氫的（de）影響

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

3．碳的影響

常溫（wēn）下（xià），碳以（yǐ）間隙形式固溶於鈦中，使強度增（zēng）加，塑性下降，但不如（rú）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（yì）產（chǎn）生裂紋，國標規（guī）定鈦其鈦合金（jīn）中碳含（hán）量（liàng）不得超過0.1%，焊接（jiē）時，工件及（jí）焊絲的油（yóu）汙能增加（jiā）碳含量，因此焊接時需清理幹淨。

三、鈦的焊接性分析（xī）

鈦（tài）具有良好的可焊性，由（yóu）於其具有較小（xiǎo）的熱導性（0.041Cal/℃·cm·s）,故鈦金（jīn）屬隻在電（diàn）弧燃（rán）燒範圍內熔化，並（bìng）具有良好的流動性；而（ér）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（sì）、鈦焊接的焊縫（féng）顏色痛焊接質量的（de）關係

1.鈦及鈦合金鈦管焊縫顏（yán）色變化（huà）及其缺陷產生機理

鈦（tài）及鈦合金鈦管焊縫缺陷及產生機理如下，進行鈦管焊接時，因氬弧焊槍（qiāng）形成的氬氣氣體維護層隻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域則無保護作用，而處於（yú）這種狀態的鈦管焊縫及其附近的區域仍有很強的吸收空氣中的氮（dàn）及氧（yǎng）的（de）能力。從400℃開始吸收氧（yǎng），從600℃開（kāi）始吸收（shōu）氮，而空氣種含有大量氮和氧。

隨氧化水平逐步加重，鈦管焊縫顏色發生變化及焊縫塑性（xìng）下降的規律。銀白（bái）色（無氧化）金黃色（TiO,大約在250℃左（zuǒ）右鈦開始吸收氫。輕微氧化）藍色（Ti2O3氧化稍為嚴重）灰色（TiO2氧化嚴重）。

2.通（tōng）過鈦焊縫表麵的顏色可以對鈦焊接的質量進行判別

對於鈦焊縫不同的（de）顏色和硬度的測試如下圖

（一）通過實驗證明，隨著焊縫顏色的加深，即（jí）焊縫（féng）氧化程度的增加，焊縫的（de）硬度隨之增（zēng）加，通過同行實驗的測試，鈦金屬的硬度增加，焊縫中諸如氧、氮（dàn）等有（yǒu）害物質增加，並大大降低焊接的（de）質量。

（二）鈦（tài）的焊接性和（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，在高溫的情況下，鈦（tài）的高活性容易受到（dào）空（kōng）氣汙染（rǎn），在加熱的時候，其晶粒出現脹大，當焊接的接頭冷卻時，就會使其形成脆性相。鈦的熔點很高，可以達到1668±10℃，比焊接鋼（gāng）時需要的能量還多，同時，鈦的化學性比較的活潑，與O和H作用比鋼容易得多，在600℃以上就急劇化合。100℃就大量吸收H和O，溶H能力（lì）比鋼大幾萬（wàn）倍，進而生（shēng）成氫化鈦，使（shǐ）韌性（xìng）急劇下降。氣體雜質增大了冷裂紋和延遲裂紋的傾向，增大缺口敏感性。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（hán）氫（qīng）量應在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（biàn），溫（wēn）度再高，β晶粒則急劇跳躍式長（zhǎng）大，性能明顯惡化，所（suǒ）以要嚴格控製溫度，特別要控製焊接熱循環中的（de）高溫停留時間。焊接鈦時沒有熱裂紋及晶間裂（liè）紋問題，但存在氣孔問題（tí），尤其是焊α+β合金。

五、鈦焊接注意事項（xiàng）

基於以上研（yán）究，鈦金屬在焊接時要注意以下問題：

1.鈦焊接過程中要（yào）對於焊接區（qū）域及焊後高溫區域進行嚴格的保護，以避免（miǎn）空氣（qì）的進（jìn）入焊接及高溫區域對焊縫質量造成嚴重影響，故如（rú）99.99%的純氬及後拖保護罩是必須的（de）。

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

3.點焊應當避（bì）免，並采用高頻起（qǐ）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（liù）、結（jié）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（féng）顏色（sè）對鈦焊接的質量進行判斷，這二者之間具有十分重要的關係。