镍钛合金无法焊接，原来是这些没有弄懂；

关于钛合金的焊接，我们许多朋友在操作时都会碰到各类焊接的问题，目前针对于钛合金，多采用氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等，但该两种方法均需填充焊接材料，由于保护气氛、纯度及效果的限制，带来接头含氧量增加，强度下降，且焊后变形较大。采用电子束焊接和激光束焊接，研究了钛合金的焊接工艺性，实现该种材料的精密焊接，如下几点问题可以共同探讨下：　 

　　(1) 焊缝气孔倾向。焊缝中的气孔是焊接钛合金最普遍的缺陷，存在于被焊金属电弧区中的氢和氧是产生气孔的主要原因。TC4钛合金电子束焊接，其焊缝中气孔缺陷很少。为此，着重就激光焊接焊缝中形成气孔的工艺因素进行研究。由试验结果可以看出，激光焊接时焊缝中的气孔与焊缝线能量有较密切关系，若焊接线能量适中，焊缝内只有极少量气孔、甚至无气孔，线能量过大或过小均会导致焊缝中出现严重的气孔缺陷。此外，焊缝中是否有气孔缺陷还与焊件壁厚有一定关系，比较试样试验结果可看出，随着焊接壁厚的增加，焊缝中出现气孔的概率增加。

　　(2) 焊缝内部质量。利用平板对接试样，采用电子束焊接和激光焊接来考察焊缝内部质量，经理化检测，焊缝内部质量经X射线探伤，达GB3233-87 II级要求，焊缝表面和内部均无裂纹出现，焊缝外观成型良好，色泽正常。

　　(3) 焊深及其波动情况。钛合金作为工程构件使用，对焊深有一定要求，否则不能满足构件强度要求；而且要实现精密焊接，必须对焊深波动加以控制。为此，采用电子束焊接和激光焊接方法分别焊接了两对对接试环，焊后对试环进行了纵向及横向解剖，来考察焊深及焊深波动情况，结果表明，电子束焊接焊缝平均焊深可达2.70mm以上，焊深波动幅度为-5.2~+6.0%，不超过±10%；激光焊接焊缝平均焊深约为2.70mm，焊深波动幅度为- 3.8~+5.9%，不超过±10%。

　　(4) 接头变形分析。利用对接试环来考察接头焊接变形，检测了对接试环的径向及轴向变形，结果表明，电子束焊接和激光焊接的变形都很小。电子束焊接的径向收缩变形量为f 0.05~f 0.09mm，轴向收缩量为0.06~0.14mm；激光焊接的径向收缩变形量为f 0.03~f 0.10mm，轴向收缩变形量为0.02~0.03mm。

(5) 焊缝组织分析。经理化检测，焊缝组织为a+b，组织形态为柱状晶+等轴晶，有少量的板条马氏体出现，晶粒度与基体接近，热影响区较窄，组织形态和特征较为理想。

（6）钛及钛合金常用的焊接方式有：氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊，3毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99﹪，严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。

（7）焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。由于钛及钛合金的化学活性大，易被氧气、氮气、氢气污染，所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔（或氧丙烷等）气焊、C02焊、原子氢焊等方式焊接。

（8）氩弧焊焊接，两大重点，重点一是保护的环境，气体的纯度一定要足够高，这个是焊接质量的重要因素，另外一个就是焊丝纯度高，建议采用VOD301的钛合金焊丝，参考一下专题高品质纯钛焊丝钛合金焊丝钛合金氩弧焊丝VOD301钛焊丝

（9）钛合金焊接，最应该注意的就时保护，300度以上的部位要持续在保护气保护下。焊接时要背面保护和尾气保护

　　经研究可得出：对于钛合金，无论是激光焊接还是电子束焊接，只要工艺参数匹配合理，均可使焊缝内部质量达到国标GB3233-87Ⅱ级焊缝要求，钛合金的精密焊接；焊缝外观成形良好，色泽正常；焊缝余高很小，无咬边、凹陷、表面裂纹等缺陷产生。