反應(yīng)釜材料隨反應(yīng)介質(zhì)不同不斷進(jìn)行科學(xué)的改變,其中鈦及鎳反應(yīng)釜也不斷被利用。被授予“21世紀(jì)金屬”的鈦及鈦合金，由于其具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐熱、耐蝕性及斷裂韌性等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、石化、醫(yī)療及地質(zhì)等領(lǐng)域受到青睞，還越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于民用領(lǐng)域，如汽車(chē)、電力、休閑等行業(yè)。隨著鈦及其合金的普遍使用，其焊接性能越來(lái)越為使用者所重視。  

鈦及其合金焊接時(shí)的主要問(wèn)題是易產(chǎn)生氣孔和裂紋這兩種缺陷。  

氣孔是鈦及其合金焊接時(shí)常見(jiàn)的缺陷之一，氣孔不僅造成應(yīng)力集中而且會(huì)使整個(gè)焊接接頭塑性及疲勞，壽命降低。冷裂紋是鈦及其合金焊接時(shí)另一種常見(jiàn)的缺陷。對(duì)接接頭的冷裂紋一般處于焊縫橫斷面上。  

在常溫下，鈦及鈦合金是比較穩(wěn)定的。但試驗(yàn)表明，在焊接過(guò)程中，液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強(qiáng)烈吸收氫、氧、氮的作用，而且在固態(tài)下，這些氣體已與其發(fā)生作用。隨著溫度的升高，鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升，大約在250℃左右開(kāi)始吸收氫，從400℃開(kāi)始吸收氧，從600℃開(kāi)始吸收氮，這些氣體被吸收后，將會(huì)直接引起焊接接頭脆化，這是導(dǎo)致鈦及鈦合金焊接缺陷的重要因素。  

由于鈦及鈦合金的上述焊接性能，以致在其焊接實(shí)際中容易產(chǎn)生氣孔和裂紋這兩種缺陷。一般認(rèn)為氫氣是引起氣孔的主要原因。焊縫金屬在冷卻過(guò)程中，氫的溶解度會(huì)發(fā)生變化，如焊接區(qū)周?chē)鷼夥罩袣涞姆謮狠^高時(shí)，焊縫金屬中的氫不易擴(kuò)散逸出而集聚在一起形成氣孔。當(dāng)鈦焊縫中的碳大于0.1%、氧大于0.133%時(shí)，由氧與碳反應(yīng)生成的CO氣體也可產(chǎn)生氣孔。施工實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，隨著焊接電流增大或焊速增大，氣孔有增加傾向。由于鈦的化學(xué)活性強(qiáng)，在400℃以上高溫下極易由表面吸收氧、氮、氫、碳等，由于溶解度的變化引起β相過(guò)飽和析出并由焊接過(guò)程中體積膨脹引起較大的內(nèi)應(yīng)力作用而導(dǎo)致冷裂紋。另外，鈦的縱向彈性模量比不銹鋼的小，在同樣的焊接應(yīng)力作用下，鈦及其合金的變形量比不銹鋼的大，且校形困難。  

因此，為預(yù)防鈦及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔和裂紋，可采用以下措施：  

1．做好焊前準(zhǔn)備。焊件和焊絲表面質(zhì)量對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能有很大影響，因此必須嚴(yán)格清理。鐵板及鈦焊絲可采用機(jī)械清理及化學(xué)清理兩種方法。  

（1）機(jī)械清理：對(duì)焊接質(zhì)量要求不高或酸洗有困難的焊件，可用打磨機(jī)、細(xì)砂紙、硬質(zhì)合金刮刀或不銹鋼絲刷擦拭，但教好是用硬質(zhì)合金刮刀刮削鈦板，去除氧化膜。  

（2）化學(xué)清理：焊前可先對(duì)試件及焊絲進(jìn)行酸洗，酸洗液可用HF5%+HNO335%的水熔液。酸洗后用凈水沖洗，烘干后立即施焊?；蛘哂帽?、乙醇、四氯化碳、甲醇等擦拭鈦板坡口及其兩側(cè)（各50mm內(nèi)）、焊絲表面、工夾具與鈦板接觸的部分。清洗待焊件表面并在2小時(shí)內(nèi)焊接。  

正確選擇焊接設(shè)備。根據(jù)焊接技術(shù)要求與技術(shù)規(guī)范，具體選擇好相應(yīng)的焊接設(shè)備。例如，進(jìn)行鈦及鈦合金金鎢板氬弧焊，則應(yīng)選用具有下降外特性、高頻引弧的直流氬弧焊電源，且延遲遞氣時(shí)間不少于15秒，避免焊遭受到氧化、污染。  

2．正確選擇焊接材料。氬氣純度應(yīng)不低于99.99%，露點(diǎn)在-40℃以下，雜質(zhì)總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.001%。重要構(gòu)件背面應(yīng)沖氬氣保護(hù)，當(dāng)氬氣瓶中的壓力降至0.981MPa時(shí)，應(yīng)停止使用，以防止影響焊接接頭質(zhì)量。原則上應(yīng)選擇與基本金屬成分相同的鈦絲，焊絲以真空退火狀態(tài)供應(yīng)。有時(shí)為了提高焊縫金屬塑性，也可選用強(qiáng)度比基本金屬稍低的焊絲。  

3．把握好焊接坡口。原則上應(yīng)盡量減少焊接層數(shù)和焊接金屬。隨著焊接層數(shù)的增多，焊縫累計(jì)吸氣置增加，以至影響焊接接頭性能，又由于鈦及鈦合金焊接時(shí)焊接熔池尺寸較大，因此試件開(kāi)單V型70°～80°坡口，且不作擺動(dòng)。焊絲末端不得移出氣體保護(hù)范圍，噴嘴直徑可適當(dāng)加大以擴(kuò)大保護(hù)區(qū)域。  

4．注意觀察焊縫金屬表面。  

5．注意選擇保護(hù)氣體流量。氣體流量的選擇以達(dá)到良好的保護(hù)效果為準(zhǔn)，過(guò)大的流量不易形成穩(wěn)定的層流，并增大焊縫的冷卻速度，使焊縫表面層出現(xiàn)較多的α相，以至引起微裂紋。拖罩中的氬氣流量不足時(shí)，焊縫呈現(xiàn)出不同的氧化色澤；而流量過(guò)大時(shí)，將對(duì)主噴嘴的氣流產(chǎn)生干擾作用。焊縫背面的氬氣流量也不能太大，否則會(huì)影響到正面第一層焊縫的氣體保護(hù)效果?？傊?要控制好氣體的流量及流速，防止產(chǎn)生紊流現(xiàn)象，影響保護(hù)效果。  

6．正確選擇焊接工藝參數(shù)。增加深池停留時(shí)間使用時(shí)防止氣泡逸出，可有效地減少氣孔。同時(shí)，采用小電流、高焊速的焊接規(guī)范，焊接層數(shù)越少越好。