1.钛及钛合金钛管焊缝颜色变化及其缺陷产生机理

钛及钛合金钛管焊缝缺陷及产生机理如下，进行钛管焊接时，因氩弧焊枪形成的氩气气体维护层只能维护好焊接熔池不受空气的有害作用，而对已凝固而处于高温状态附近的焊缝及其附近区域则无保护作用，而处于这种状态的钛管焊缝及其附近的区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力。从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，而空气种含有大量氮和氧。

随氧化水平逐步加重，钛管焊缝颜色发生变化及焊缝塑性下降的规律。银白色（无氧化）金黄色（TiO,大约在250℃左右钛开始吸收氢。轻微氧化）蓝色（Ti2O3氧化稍为严重）灰色（TiO2氧化严重）。

2.通过钛焊缝表面的颜色可以对钛焊接的质量进行判别

对于钛焊缝不同的颜色和硬度做了测试

1）通过实验证明，随着焊缝颜色的加深，即焊缝氧化程度的增加，焊缝的硬度随之增加，通过同行实验的测试，钛金属的硬度增加，焊缝中诸如氧、氮等有害物质增加，并大大降低焊接的质量。

2）钛的焊接性和它的化学和物理的属性具有十分重要的关系，但是关键在于，在高温的情况下，钛的高活性容易受到空气污染，在加热的时候，其晶粒出现胀大，当焊接的接头冷却时，就会使其形成脆性相。钛的熔点很高，可以达到1668±10℃，比焊接钢时需要的能量还多，同时，钛的化学性比较的活泼，与O和H作用比钢容易得多，在600℃以上就急剧化合。100℃就大量吸收H和O，溶H能力比钢大几万倍，进而生成氢化钛，使韧性急剧下降。气体杂质增大了冷裂纹和延迟裂纹的倾向，增大缺口敏感性。因此焊接用氩气纯度应不低于99.99%，湿度应不高于0.039%，焊丝的含氢量应在0.002%以下。钛的传热系数是钢的1/2，在882℃发生α至β的转变，温度再高，β晶粒则急剧跳跃式长大，性能明显恶化，所以要严格控制温度，特别要控制焊接热循环中的高温停留时间。焊接钛时没有热裂纹及晶间裂纹问题，但存在气孔问题，尤其是焊α+β合金。

基于以上研究，钛金属在焊接时要注意以下问题：

1.钛焊接过程中要对于焊接区域及焊后高温区域进行严格的保护，以避免空气的进入焊接及高温区域对焊缝质量造成严重影响，故如99.99%的纯氩及后拖保护罩是必须的。

2.焊缝坡口要求采用机械加工（不得才有打磨的方法加工）；

3.点焊应当避免，并采用高频起弧。

4.避免焊后热处理；如果必须进行焊后热处理时，热处理温度应小于650℃。

钛焊接的质量控制对于钛焊接的焊缝颜色具有十分重要的影响，同时，也可以根据钛焊接的焊缝颜色对钛焊接的质量进行判断，这二者之间具有十分重要的关系。

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编辑：Frank Lee

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