有色金屬的焊接匯總

(-)常用銅及銅合金及其分類

銅及銅合金以它獨特而優(yōu)越的綜合性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐

蝕性、延展性及一定的強(qiáng)度等特性，在各行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

銅及銅合金種類繁多，常用的銅及銅合金可從它的表面顏色看出其區(qū)

別，如常用的純銅(又稱紫銅)、黃銅、青銅和白銅，實際上就是純

銅、銅鋅、銅鋁、銅錫、銅硅和銅銀的合金。

(-)銅及銅合金的焊接特點

1.高熱導(dǎo)率的影響

由于銅及銅合金的高熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)和收縮率，在焊接銅及

銅合金時，采用的焊接參數(shù)與焊接同厚度低碳鋼差不多時，母材就很

難熔化，且填充金屬與母材也不能很好地熔合，產(chǎn)生了焊不透的現(xiàn)象；

焊后的變形也比較嚴(yán)重，外觀成形差。因此即使焊接使用大功率熱源，

還得在焊前預(yù)熱或焊接過程中采取同步加熱的措施。另外，母材厚度

越大，散熱愈嚴(yán)重，也愈難達(dá)到熔化溫度。

2.焊接接頭的熱裂傾向大

焊接時，銅能與其中的雜質(zhì)分別生成多種低熔點共晶，加上銅及

銅合金在加熱過程中無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，銅焊縫中也生成大量的柱狀晶；

同時銅及銅合金的線膨脹系數(shù)和收縮率較大，增加了焊接接頭的應(yīng)

力，也更增大了接頭的熱裂傾向。因此熔化焊時，常采取以下措施：

①嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量，特別是氧的含量;②通過焊絲加入硅、

1

錦、磷等合金元素，增強(qiáng)對焊縫的脫氧能力;③選用能獲得雙相組織

的焊絲，使焊縫晶粒細(xì)化等。

3.氣孔

熔化焊時，氣孔出現(xiàn)的傾向比低碳鋼要嚴(yán)重得多，所形成的氣孔

幾乎分布在焊縫的各個部立，且主要是由溶解的氫直接引起的擴(kuò)散性

氣孔和氧化還原反應(yīng)引起的反應(yīng)性氣孔。因此，為了或少或消除銅焊

縫中的氣孔，主要的措施是減少氫和氧的來源，用預(yù)熱來延長熔池存

在的時間氣體易于逸出。

4.接頭性能的變化

在熔化焊過程中，由于晶粒長大，雜質(zhì)和合金元素的摻入，以及

有用合金元素的氧化、蒸發(fā)，使接頭出現(xiàn)以下變化：塑性變壞、導(dǎo)電

性下降、耐蝕性下降、晶粒粗化等。要改善接頭的性，除了盡量減少

熱作用、焊后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理外，主要的措施是控制雜質(zhì)含量和

通過合金對焊縫進(jìn)行變質(zhì)處理，并根據(jù)不同銅合金接頭的不同要求來

選用。

（三）焊接方法的選擇

熔化焊是銅及銅合金焊接中應(yīng)用最廣泛，并容易實現(xiàn)的一類焊接

方法。氣焊、焊條電弧焊、

埋弧焊、鶴極和熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊和電子束焊都有應(yīng)用。

合理選擇焊接方法，除了根據(jù)母材的成分、厚度和結(jié)構(gòu)特點外，還要

考慮合金元素及數(shù)量等。總之，焊接銅及銅合金需要大功率、高能束

的熔焊電源，熱效率愈高，能量愈集中愈有利。不同厚度的材料對不

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同焊接方法有適應(yīng)性，如薄板焊接以氣焊、鴇極僦弧焊、焊條電弧焊

為好;中等板厚以熔化極氣體保護(hù)焊和電子束焊較合理;厚板則建議

使用埋弧焊、電渣焊等大功率的焊接方法。

（四）焊接材料

1.焊條

焊條電弧焊用焊條分為純銅、青銅和白銅三類見第二章。由于黃

銅中的鋅容易蒸發(fā)，因而極少采用焊條電弧焊。焊條的選用基本按母

材的成分選擇相應(yīng)焊芯的焊條。對于黃銅，一般選擇青銅焊芯的焊條,

如ECuSi和ECuSnB。純銅焊條型號ECu為低氫型藥皮，用于焊接脫

氧銅或無氧銅結(jié)構(gòu)件，焊條使用前應(yīng)嚴(yán)格烘干去除水分。

銅及銅合金焊條執(zhí)行GB/T3670—1995《銅及銅合金焊條》,焊條

的具體選用見第二章第二節(jié)。

2.埋弧焊用焊絲和焊劑

埋弧焊的特點是電弧熱效率高，對熔池的保護(hù)效果好。大、中厚

度焊件的焊接工藝與鋼基本相同，但在具體措施上有其自身特點。焊

劑可選用高錦高硅焊劑HJ431,但可能發(fā)生合金元素向焊縫過渡，接

頭性能要求高的焊件宜選用HJ260、HJ150o焊絲則選用純銅焊絲、

青銅焊絲焊接純銅和黃銅。

銅及銅合金焊絲執(zhí)行GB/T9460—2008《銅及銅合金焊絲》，焊

絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

3.惰性氣體保持焊用焊絲及保護(hù)氣體

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銅薄板和中板焊接，使用氣體保護(hù)焊逐漸取代氣焊、焊條電弧焊,

非熔化的電極一般選針鋁極。惰性氣體保護(hù)焊主要通過焊絲來調(diào)節(jié)焊

縫的成分和性能，以此來滿足焊件的要求，因此焊接純銅一般選無氧

銅焊絲，如SCU1898。焊接普通黃銅，采用無氧銅加脫氧劑的錫青銅

焊絲，如SCu5210。對高強(qiáng)度黃銅則采用青銅加脫氧劑的硅青銅焊絲

或鋁青銅焊絲，如SCu6560>SCu6100A等。焊接白銅可選擇白銅焊絲,

如SCU7158。焊接青銅則選用相應(yīng)的青銅焊絲。無論是熔化極還是非

熔化極惰性氣體保護(hù)焊選擇焊絲的原則均相同。厚度小于3mm的直邊

坡口對接，可以不加焊絲，厚度大于3nlm的通常要加填充絲，而厚度

大于12mm的焊件則最好選用熔化極惰性氣體保護(hù)焊。

保護(hù)氣體通常選用氮氣，在一些特殊情況下，如焊接純銅或高導(dǎo)

熱率銅合金焊件時，不允許預(yù)熱，要求獲得較大的熔深時，可采用

70%氨氣與30%（體積分?jǐn)?shù)）氨氣的混合氣。混合氣體的最大優(yōu)點是

可以改善焊縫金屬的潤濕性，提高焊接質(zhì)量。

銅及銅合金焊絲執(zhí)行GB/T9460-2008《銅及銅合金焊絲》，焊絲

的具體選用見第二章第二節(jié)。

（五）焊接工藝措施

由于前面所述的銅及銅合金的焊接性特點，焊接銅及銅合金時，

需要采取以下的工藝措施：

1）焊前需要徹底清除坡口兩側(cè)30nlm范圍內(nèi)的油脂、水分及其他

雜質(zhì)及金屬表面的氧化膜，直至露出金屬光澤為止。這是避免焊縫出

現(xiàn)氣孔的有效措施。

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2）焊前要預(yù)熱或在焊接過程中采取同步加熱的措施。

3）嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量，通過焊絲加入硅、鎰、磷等合金元

素，增加對焊縫的脫氧能力，選用能獲得雙相組織的焊絲等措施，防

止焊接接頭的熱裂紋與減少氣孔。

4）控制焊后冷卻速度，防止焊接變形。

5）因銅及銅合金的流動性好，故應(yīng)盡可能采用平焊位置。

二、銀及銀合金的焊接

（-）常用銀及銀合金及其分類

銀及銀合金具有特殊的物理力學(xué)及耐腐蝕性能，銀基耐蝕合金

在200To90℃范圍內(nèi)能耐各種腐蝕介質(zhì)的侵蝕，同時具有良好的

高溫和低溫力學(xué)性能，尤其在一些苛刻腐蝕條件下是一般不銹鋼

所無法取代的優(yōu)良材料。在銀中添加格、銅、鐵、專目、鋁、鈦、

鋁、鋁等元素后，通過固溶強(qiáng)化，不但可以改善純銀的力學(xué)性能，

而且可適應(yīng)于各種腐蝕介質(zhì)下侵蝕，并使之具有優(yōu)良的耐腐蝕性。

銀基耐腐蝕合金根據(jù)其合金元素的含量和所占比例進(jìn)行分類

和命名，如Ni-Cu合金稱為蒙乃爾合金；Ni-Cu-Fe合金中鍥含量

占優(yōu)勢，稱因康銀合金，若鐵含量高則稱因康洛依合金；對于鑰

含量較高的Ni-Cu-Mo合金則多數(shù)稱哈斯特洛依合金，也稱海氏合

金或哈氏合金。

（-）銀及銀合金的焊接特點

1.焊接熱裂紋

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由于銀基合金為單相奧氏體組織，所欲與不銹鋼相比，具有高

的焊接熱裂紋敏感性，特別是焊縫易產(chǎn)生多邊化晶間裂紋。這種

裂紋為微裂紋，焊后對焊縫進(jìn)行著色檢查時.，短時間一般發(fā)現(xiàn)不

了，但經(jīng)過一段時間后，才會顯露出來。

2.限制熱輸入

采用高熱輸入焊接銀基耐蝕合金可能產(chǎn)生不利的影響。在熱影

響區(qū)產(chǎn)生一定程度的退火和晶粒長大，高熱輸入可能產(chǎn)生過度的

偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶金現(xiàn)象，易引起熱裂紋或降

低耐蝕性。如果熱輸入過小，會加速焊縫的凝固結(jié)晶速度，更易

形成多邊晶界，在一定應(yīng)力下有助于多邊化裂紋的產(chǎn)生。

3.耐蝕性能

對于大多數(shù)銀及耐蝕合金，焊后對耐蝕性能并沒有多大影響。

通常選擇填充材料的化學(xué)成分與母材接近。但有些銀基合金焊接

加熱后對靠近焊縫的熱影響區(qū)產(chǎn)生有害影響，如Ni-Mo合金通過

焊后退火處理來恢復(fù)熱影響區(qū)的耐蝕性，而對于大多數(shù)鍥基合金

不需要通過焊后熱處理來恢復(fù)耐蝕性。

4.工藝特性

1）鎮(zhèn)及饃基合金液態(tài)焊縫金屬流動性差，不像鋼焊縫金屬那

樣容易潤濕展開。由于需要控制接頭的焊縫金屬，銀基耐蝕合金

接頭形式與鋼不同，接頭的坡口角度更大，以便使用擺動工藝。

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2）焊縫金屬熔深淺，同樣不能通過增大焊接電流來增加熔深，

如果電流過大可能引起裂紋和氣孔，因此接頭鈍邊的厚度要薄一

些。

3）銀基耐蝕合金一般不需要焊前預(yù)熱，但當(dāng)母材溫度低于15℃

時，應(yīng)對接頭兩側(cè)加熱到15-20℃。一般不推薦焊后處理。

（三）焊接方法的選用

銀基銀合金適用的焊接方法有：焊條電弧焊、鴇極氣體保護(hù)焊、

熔化極氣體保護(hù)焊、埋弧焊和等離子弧焊。

（四）焊接材料

銀及銀合金焊材的選用原則是應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高

于或等于母材規(guī)定的限值，當(dāng)需要時，其耐蝕性能不應(yīng)低于母材

的相應(yīng)要求，或力學(xué)性能和耐蝕性能滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條

件。焊條或焊絲熔敷金屬化學(xué)成分應(yīng)與母材相近。為了控制焊接

氣孔和熱裂紋，在焊接材料中一般加入合金元素如鈦、鎰和銀。

1.焊接鍥及銀合金時焊條的選用

銀及鍥合金焊條主要用于焊接工業(yè)純饃及高銀合金，也可用于異

種金屬的焊接及堆焊。銀及銀合金焊接時焊條的選用，主要是根據(jù)母

材的合金類別來選用相應(yīng)合金成分的焊條。可以調(diào)整化學(xué)成分以滿足

焊接性能的要求，如通過添加合金控制氣孔，增加抗熱裂紋的能力或

改善力學(xué)性能；當(dāng)抗裂性要求高時宜選用含有較高鋁、鴇的銀銘鑰焊

條,如ENi6002。銀及銀合金焊條執(zhí)行GB/T13814—2008《鍥及銀合

金焊條》，焊條的具體選用見第二章第二節(jié)。

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2.銀基耐蝕合金埋弧焊焊劑及焊絲的選用

可以使用埋弧焊焊接某些固溶銀基耐蝕合金，不推薦使用埋弧焊

焊接厚板銀-鋁合金，因為焊接高的熱輸入和低的冷卻速度使焊縫延

性降低，并且由于焊劑反應(yīng)引起成分的變化，使耐蝕性能降低。

銀基耐蝕合金焊接時，有類似奧氏體不銹鋼焊接時所發(fā)生的問題,

如熱裂紋、氣孔和接頭晶間腐蝕等，焊接材料的選用應(yīng)嚴(yán)格控制硅、

硫和磷的含量。

(1)焊劑的選用焊接碳鋼和不銹鋼用埋弧焊劑，一般不宜用于

焊接銀基耐蝕合金，鍥基耐蝕合金埋弧焊用焊劑還要往焊縫中添加重

要的合金元素。因此，焊劑與焊絲的共同作用應(yīng)與母材相匹配。

(2)焊絲的選用選用焊絲應(yīng)與母材成分相匹配，焊絲成分大多

與母材相當(dāng)，為補(bǔ)償某些重要合金元素的燒損以及控制焊接氣孔和熱

裂紋，通過焊劑還要添加部分合金。

鍥及銀合金焊絲執(zhí)行GB/T15620-2008《鍥及銀合金焊絲》，焊

絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

3.銀基耐蝕合金氣體保護(hù)焊焊接材料的選用

(1)TG焊焊接材料的選用TIG焊已廣泛應(yīng)用于銀基耐蝕合金的

焊接及異種銀基合金和銀基合金對Cu-Ni、銅或鋼的焊接。特別運用

于薄件、小截面工件和焊后不允許有殘留熔渣的結(jié)構(gòu)件的焊接。焊接

時一般采用直流反接、高頻引弧、電流衰減收弧等技術(shù)。

保護(hù)氣體一般選用氨氣、氨氣或氨氣和氫氣混合氣體。單道焊時

可采用Ar+H,5%,有助于消除純鍥焊縫中的氣孔。當(dāng)不加填充焊絲焊

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接薄件時，用氮氣進(jìn)行保護(hù)比氨氣具有導(dǎo)熱大、向熔池輸入熱量多、

焊速快的優(yōu)點;但當(dāng)使用電流小于60A時，宜用氧氣進(jìn)行保護(hù)，此時

若用氯氣則電弧穩(wěn)定性較差。嬴和氮的純度應(yīng)不小于99.95%o

焊絲的選用一般來說應(yīng)與母材對應(yīng)。焊絲的成分一般略高于母材,

以補(bǔ)充焊接過程中合金元素的燒損，并利于控制焊縫中氣孔和裂紋的

產(chǎn)生。鋁極則宜選用錦鴿極。

(2)MIG焊焊接材料的選用銀基耐蝕合金可采用MIG焊。用來

焊接固溶強(qiáng)化鍥基耐蝕合金，很少用來焊接沉淀硬化耐蝕合金，一般

采用氧氣或氨氣和氮氣混合氣體進(jìn)行保護(hù)。由于熔滴過渡形式不同，

形成最佳保護(hù)的氣體也不同。噴射或顆粒狀過渡形式時，宜采用純氧

進(jìn)行保護(hù);短路過渡時宜用Ar+IIe(50:50)混合氣體保護(hù);脈沖電弧

過渡時宜用Ar+He(15%?20%)進(jìn)行保護(hù)，可獲得最佳保護(hù)效果c

焊絲的選用基本上與T1G焊相同，即焊絲成分與被焊母材的成分

相匹配。焊絲直徑的選用主要取決于熔滴過渡形式和母材厚度，對于

噴射過渡宜選用由0.8?4)1.6mm的焊絲，短路過渡一般選用力1.2mm

或更細(xì)的焊絲。

(五)焊接工藝措施

1.坡口和清理。

1)銀及銀合金焊接坡口與鋼相比，其特點是坡口角度大，根部間

隙大，且鈍邊高度小?？刹捎脵C(jī)加工和等離子弧切割加工坡口，但不

能使用氧乙快切割。

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2）單面焊接頭，可采取背面放置成形襯墊、背面通保護(hù)氣體等措

施，保證背面焊透和防止氧化。

3）在任何形式的加熱之前，對焊絲、坡口、襯墊、坡口兩側(cè)母材

表面及與接頭接觸的刷子、鑿子等工具進(jìn)行清理。要求表面無異物。

2.施焊

1）清理合格的銀及銀合金工件及焊絲應(yīng)在專用潔凈環(huán)境內(nèi)施焊。

2）焊條電弧焊應(yīng)選擇最佳焊接電流范圍，嚴(yán)格控制焊接參數(shù)，保

持盡量短的電弧長度。

3）鴇極氣體保護(hù)焊時，在焊縫金屬中填充金屬量應(yīng)占一半以上，

熔化極氣體保護(hù)焊推薦選用直流恒壓電源。埋弧焊應(yīng)注意防止焊縫金

屬耐腐蝕性能和塑性降低，不推薦使用理弧焊焊接厚板銀鋁合金。

4）焊前一般不要求預(yù)熱，但應(yīng)去除濕氣，在焊接區(qū)周圍加熱到

16℃左右。施焊時限制熱輸人，如采用窄焊道、焊后急冷等，急冷使

用的冷卻水應(yīng)清潔，控制道間溫度不大子150℃。

5）氣體保護(hù)焊時注意焊縫背面及高溫區(qū)的保護(hù)，液態(tài)焊縫金屬流

動性差，不容易潤濕展開，應(yīng)采取各種工藝措施使液態(tài)焊縫金屬布滿

坡口，確保熔合和焊透。

6）焊接區(qū)錘擊應(yīng)采用不銹鋼錘。

7）銀及銀合金一般不要求焊后熱處理，當(dāng)需要時按設(shè)計文件或相

關(guān)技術(shù)文件的要求進(jìn)行。部分因康銀合金當(dāng)焊縫設(shè)計溫度高于538c

時，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化處理。

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三、鋁及鋁合金的焊接

(-)常用鋁及鋁合金及其分類

鋁及鋁合金按鋁制產(chǎn)品形式不同可分為變形鋁合金及鑄造鋁合

金。按強(qiáng)化方式可分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金及熱處理強(qiáng)化鋁合金。按

合金化系列，可分為工業(yè)純鋁、鋁銅合金、智銃合金、鋁硅合金、鋁

鎂合金、鋁鎂硅合金、鋁鋅鎂銅合金等七大類，特種設(shè)備常用純鋁、

鏟毓合金和鋁鎂合金。鋁鎰合金僅可變形強(qiáng)化，其強(qiáng)度比純鋁略高，

成形工藝性及耐蝕性、焊接性奪。鋁鎂合金也僅可變形強(qiáng)化，與其他

鋁合金相比，鋁鎂合金具有中等強(qiáng)度，其延性、焊接陟能、耐蝕性能

良好。

鋁在空氣和氧化性水溶液介質(zhì)中，表面會產(chǎn)生致密的氧化鋁鈍化

膜，因而在氧化性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。鋁在低溫下不存在脆性

轉(zhuǎn)變，因此鋁制設(shè)備可用在很低的溫度。

(-)鋁及鋁合金的焊接特點

1.鋁的氧化性

鋁極易氧化，在常溫空氣中即生成致密的氧化鋁薄膜，焊接時容

易造成夾滲，氧化鋁膜還會吸附水分，焊接過程中會促使焊縫生成氣

孔。因此，焊接時應(yīng)對熔化金屬和高派參屬進(jìn)行有效的保護(hù)。

2.鋁的線膨脹系數(shù)鋁焊接時熔

鋁的線膨脹系數(shù)比較大，約為鋼的兩倍，鋁凝固時的體積收縮率

也比鋼大得池容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的熱應(yīng)力。

3.氣孔

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鋁及鋁合金液體熔池易吸收氫等氣體，若焊后冷卻凝固過程中來

不及析出，氣孔。

4.熱影響區(qū)的強(qiáng)度下降N的見

當(dāng)母材為變形強(qiáng)化或固溶時效強(qiáng)化時，焊接熱影響區(qū)強(qiáng)度將下降。

（三）焊接方法的選擇

鋁及鋁合金適應(yīng)的方法很多，氣焊、鴇極氣體保護(hù)焊、熔化極氣

體保護(hù)焊、等離子弧焊、焊條電弧焊等都適用。選擇焊接方法時，應(yīng)

考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、制造工藝要求、焊件厚度、鋁合金類別、牌號、

對焊接接頭質(zhì)量及性能的要求等綜合選擇。

特種設(shè)備施焊時，經(jīng)常采用鋁極氮弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊，這

兩種焊接方法熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定，由于采用惰性氣體，保

護(hù)良好，容易控制雜質(zhì)和水分來源，減少熱裂紋和氣孔的發(fā)生，焊縫

質(zhì)量優(yōu)良，鴿極氨弧焊一般用于薄板，熔化極氣體保護(hù)焊用于厚板。

等離子弧焊接的接頭性能一般比短弧焊好，但設(shè)備工藝復(fù)雜，使用尚

不多。焊條電弧焊一般僅用于補(bǔ)焊鋁合金鑄件。

（四）焊接材料L焊絲的選用

1）焊絲的選用原則是應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性高于或等于母材規(guī)

定的限值，當(dāng)需要時，其耐蝕性能不應(yīng)低于母材相應(yīng)要求；或力學(xué)性

能和耐蝕性能滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條，‘牛。

2）為保證焊縫金屬的耐蝕性，母材為純鋁時，宜采用純度不低于

母材的焊絲;母材為鋁鎂合金或鋁錦合金等耐蝕鋁合金時，宜采用含

鎂量或含鎰量不低于母材的焊絲。焊絲的選取可參考本書第二章。

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鋁及鋁合金焊絲執(zhí)行GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》，焊

絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

2.保護(hù)氣體和鴇極的選用

常用的保護(hù)氣體有氮氣和氮氣，其純度應(yīng)大于99.9%o鴇極氣體

保護(hù)焊的鋁極宜選用鈿鋁極。

（五）焊接工藝措施

L焊前清理

坡口應(yīng)采用冷加工或等離子弧方法加工，焊前應(yīng)對坡口進(jìn)行打磨

或冷加工以清除氧化物，直至露出金屬光澤并打磨平整。坡口表面及

兩側(cè)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行表面清理，可采用機(jī)械法或化學(xué)法進(jìn)行表面清理，但

不要使用砂輪或砂布，建議使用不銹鋼制的鋼絲刷。清理后的表面應(yīng)

加以保護(hù)，免遭沾污，并即時施焊。焊絲表面在焊前也要進(jìn)行清理。

2.預(yù)熱

符合下列條件的焊件，焊前宜進(jìn)行預(yù)熱。①鴇極氟弧焊時，焊件

厚度大于10mm;②熔化極氤弧焊時，焊件厚度大于15mm;③鴇極或熔

化極氮弧焊時，焊件厚度大于25mm。未強(qiáng)化的鋁及鋁合金的預(yù)熱溫

度一般為100~150℃;經(jīng)強(qiáng)化的鋁合金，預(yù)熱溫度不應(yīng)超過100℃。

3.施焊

鴇極僦弧焊宜選擇交流焊機(jī);施焊應(yīng)在無污染、無灰塵和無金屬粉

塵的清潔環(huán)境內(nèi)施焊;施焊過程中應(yīng)控制道間溫度不超過150C;預(yù)防

焊縫夾污；弧坑應(yīng)填滿并高于母材;道間應(yīng)用機(jī)械方法清除氧化膜等。

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四、鈦及鈦合金的焊接

(-)常用鈦及鈦合金及其分類

鈦是一種活性金屬，常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持高的

穩(wěn)定性和耐腐蝕性。鈦及鈦合金的最大優(yōu)點是比強(qiáng)度大，綜合性能優(yōu)

越。鈦合金首先在航空工業(yè)中得到應(yīng)用，鈦及鈦合金具有良好的耐腐

蝕性能;在化工、海水淡化、電站冷凝器等方面成功應(yīng)用。

鈦及鈦合金按其退火態(tài)的組織分為a鈦合金、B鈦合金、a+B鈦

合金三類，分別用TA、TB和TC表示。在壓力容器制作中，牌號為

TA2的工業(yè)純鈦使用居多，使用狀態(tài)一般為退火態(tài)。

(-)鈦及鈦合金的焊接性

1.間隙元素沾污引起脆化

由于鈦的活性強(qiáng)，高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度很快。氧和氮

固溶于鈦中，使鈦晶格畸變，強(qiáng)度硬度增加，塑性韌性降低;而氫含

量增加，焊縫金屬的沖擊韌性急劇降低，塑性下降較少；碳以間隙形

式固溶于鈦中，使強(qiáng)度提高，塑性下降，作用不如氮、氧顯著，但碳

量超過溶解度時，易于引起裂紋，因此鈦及鈦合金焊接時必須進(jìn)行有

效的保護(hù)。

2.焊接相變引起的性能變化

對于常用的工業(yè)純鈦，其組織為Q合金，這類合金的焊接性最好。

在用鋁極筑弧焊填加同質(zhì)焊絲或不加焊絲，在保護(hù)良好的條件下焊接

接頭強(qiáng)度可與母材等強(qiáng)度，接頭塑性較差。焊接接頭塑性降低的主要

原因有：①焊縫為鑄造組織，它比軋制狀態(tài)塑性低;②焊接時由于導(dǎo)

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熱性差、比熱小、高溫停留時間長、冷卻速度慢，易形成粗品;③若

采用加速冷卻，又易產(chǎn)生針狀。組織，也會使塑性下降。

3.裂紋

由于鈦及鈦合金中雜質(zhì)很少，因此很少出現(xiàn)熱裂紋，只有當(dāng)焊絲

或母材質(zhì)量有問題時才可能產(chǎn)生熱裂紋。由氫引起的冷裂紋是鈦合金

焊接時應(yīng)注意防止的，例如選用氫含量低的焊接材料和母材，注意焊

前清理，在可能的條件下，焊后進(jìn)行真空去氫處理等。

4.氣孔

氣孔是鈦及鈦合金焊接時最常見的焊接缺陷。在焊接熱輸入較大

時，氣孔一般位于熔合線附近;而焊接熱輸入較小時，氣孔則位于焊

縫中部。氣孔主要降低焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，能使疲勞強(qiáng)度降低一半

甚至四分之三。影響氣孔的主要因素是焊絲和坡口表面的清潔度，焊

絲表面的潤滑劑、打磨時殘留在坡口表面的磨粒、薄板剪切時形成的

粗糙的端面等等都可能使焊縫產(chǎn)生氣孔。

（三）焊接方法的選用

氣焊和焊條電弧焊均不能滿足鈦及鈦合金的焊接質(zhì)量要求，熔化

焊需要用惰性氣體保護(hù)。適用的焊接方法有鴇極氣體保護(hù)焊、熔化極

氣體保護(hù)焊、等離子弧焊。

（四）焊接材料L焊絲的選用

1）焊絲選用原則：保證在焊態(tài)下焊縫金屬力學(xué)性能高于或等于母

材規(guī)定的限值，需要時，其耐腐蝕性能不應(yīng)低于母材相應(yīng)要求，或力

學(xué)性能和耐腐蝕性能滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條件。

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2）焊絲中的氮、氧、碳、氫、鐵等雜質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上限值應(yīng)

低于母材中雜質(zhì)元