一、鈦及鈦合金(jin)的(de)特(te)點
鈦及鈦合金密度小，能大大地減輕產品的重量。在常溫和高溫下強度高且在許多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性。不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼）與鈦及鈦合金的雙金屬結構和不銹鋼-鈦復合板在化工、航天、航空等工業中得到應用。因此，鈦及鈦合金與鋼的焊接技術需要進一步提高。
不(bu)銹鋼-鈦復合板復合方(fang)式大多采用(yong)爆炸法，其分(fen)類見(jian)(jian)表(biao)(biao)5-90，其力學性(xing)能見(jian)(jian)表(biao)(biao)5-91。
二、不銹鋼（或碳鋼）-鈦及鈦合金的焊接性
不銹鋼（或碳鋼）與鈦(tai)及鈦(tai)合金焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，焊(han)縫(feng)中易形(xing)成金屬(shu)間化合物（TiFe、TiFe2等(deng)），焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭塑(su)性(xing)急劇下降而脆性(xing)大大提高。
隨著(zhu)溫(wen)度的(de)升高，鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)金的(de)吸(xi)(xi)氣(qi)（如氧、氫、氮(dan)）能力明顯提高。鈦(tai)(tai)從(cong)250℃開始(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氫，從(cong)400℃開始(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氧，從(cong)600℃開始(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氮(dan)。焊接(jie)(jie)區含有(you)大(da)量(liang)的(de)空氣(qi)時，給鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)金吸(xi)(xi)氣(qi)提供了方便，在(zai)熔池(chi)凝固時，吸(xi)(xi)收(shou)的(de)氣(qi)體(ti)來不及全(quan)部(bu)逸出，殘留在(zai)焊縫內(nei)部(bu)的(de)氣(qi)體(ti)就形成了氣(qi)孔。所以(yi)，在(zai)焊接(jie)(jie)環(huan)境中要使熔池(chi)和焊縫金屬始(shi)終處于惰性氣(qi)體(ti)保(bao)護中，避免形成氣(qi)孔。
三、不(bu)銹鋼(gang)-鈦雙金屬結構的焊接工(gong)藝(yi)
1. 不(bu)銹鋼與鈦及鈦合(he)金雙金屬結構
鈦(tai)(tai)與(yu)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的鐵、鉻、鎳形(xing)成(cheng)(cheng)多種成(cheng)(cheng)分復雜的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)物(wu)，故用(yong)熔焊(han)(han)方法(fa)無(wu)法(fa)實現這兩種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)直接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。但鈦(tai)(tai)可(ke)(ke)以與(yu)鋯、鉿、鈮、鉭(tan)、釩等五種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)相互固溶，可(ke)(ke)以進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。而上述幾種材料都很貴重，所以過渡段中(zhong)用(yong)它們做(zuo)成(cheng)(cheng)的過渡層(ceng)很薄，例如，將一、二種中(zhong)間(jian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)薄層(ceng)軋制在鋼(gang)(gang)和鈦(tai)(tai)及其合(he)金(jin)(jin)(jin)之間(jian)（如鈦(tai)(tai)或鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)-釩-銅-碳(tan)鋼(gang)(gang)或不銹鋼(gang)(gang)），用(yong)電(dian)子束(shu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法(fa)將過渡段同不銹鋼(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)）與(yu)鈦(tai)(tai)及其合(he)金(jin)(jin)(jin)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，其示意圖如圖5-39所示。
2. 不銹鋼（或碳鋼）-鈦復合板的焊接工藝(yi)
a. 不銹鋼(gang)(gang)（或(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)）-鈦復(fu)(fu)合(he)(he)板的復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)（鈦）厚度(du)一般(ban)為1.5～3.0mm，基層(ceng)(ceng)(ceng)的厚度(du)為8～20mm。鈦復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)和鋼(gang)(gang)基層(ceng)(ceng)(ceng)之間如果不加入(ru)中間金(jin)屬(shu)層(ceng)(ceng)(ceng)，經加熱(re)后會產(chan)生(sheng)脆性層(ceng)(ceng)(ceng)，使(shi)不銹鋼(gang)(gang)（或(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)）-鈦復(fu)(fu)合(he)(he)板的層(ceng)(ceng)(ceng)間結合(he)(he)強度(du)降(jiang)低。因此，可在鈦復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)與鋼(gang)(gang)基層(ceng)(ceng)(ceng)之間加入(ru)V、Nb或(huo)者V＋Cu等(deng)中間合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)。
通過加(jia)(jia)入各(ge)種中(zhong)間(jian)(jian)合金(jin)層軋制的(de)(de)鋼(gang)-鈦復(fu)合板(ban)加(jia)(jia)熱后的(de)(de)抗(kang)拉強度見(jian)表(biao)(biao)5-92。從(cong)表(biao)(biao)中(zhong)可知(zhi)，加(jia)(jia)入V作(zuo)為中(zhong)間(jian)(jian)層的(de)(de)效果(guo)最好(hao)。加(jia)(jia)雙金(jin)屬中(zhong)間(jian)(jian)層(V+Cu或Nb+Cu)的(de)(de)結果(guo)并不(bu)好(hao)。因為Cu的(de)(de)熔點(dian)低，會形成低熔點(dian)共晶(jing)體，從(cong)而使不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復(fu)合板(ban)的(de)(de)焊(han)接工藝(yi)變得更復(fu)雜。
b. 不(bu)銹鋼（或碳(tan)鋼）-鈦復合板的(de)焊接(jie)主要采用下列兩(liang)種工藝：
第一種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝是在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)上(shang)加蓋(gai)板，對接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)強度性(xing)能(neng)主(zhu)要靠基層(ceng)鋼焊(han)(han)(han)縫(feng)來保證，而加蓋(gai)板的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是用來防(fang)止浸(jin)蝕(shi)性(xing)介質腐蝕(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)和蓋(gai)板之間填(tian)加的(de)(de)(de)填(tian)充材(cai)料，通常(chang)是Ag（Ag與Ti熔合得很好）或(huo)熔點(dian)較低的(de)(de)(de)銀釬料，也可以填(tian)充環氧樹脂(zhi)型聚合物。加填(tian)充材(cai)料的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是提高接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)。焊(han)(han)(han)縫(feng)如(ru)(ru)圖(tu)5-40a所示(shi)的(de)(de)(de)單面焊(han)(han)(han)，也可以是如(ru)(ru)圖(tu)5-40b所示(shi)雙面焊(han)(han)(han)。
第(di)二種焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)是在鈦(tai)復(fu)(fu)層(ceng)的(de)坡口中(zhong)鑲入一層(ceng)很(hen)薄的(de)難(nan)熔(rong)金屬襯片(pian)如(ru)圖5-41b，選擇厚度為0.1mm的(de)鈮箔(bo)或鉬箔(bo)等。焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)復(fu)(fu)合板(ban)(ban)的(de)復(fu)(fu)層(ceng)時(shi)，采(cai)用(yong)鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)，填加鈦(tai)焊(han)絲(si)(si)(si)，鈦(tai)絲(si)(si)(si)直(zhi)徑取決于鈦(tai)復(fu)(fu)層(ceng)的(de)厚度及坡口形式(shi)。鎢(wu)極電弧在鈦(tai)絲(si)(si)(si)和鎢(wu)極之間(jian)燃燒(shao)，不(bu)要使(shi)電弧直(zhi)接(jie)作用(yong)在鈮箔(bo)上，焊(han)槍應沿著鈦(tai)絲(si)(si)(si)移動，鈦(tai)絲(si)(si)(si)熔(rong)化結晶即形成不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)復(fu)(fu)合板(ban)(ban)的(de)焊(han)縫。這種焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)可(ke)以加蓋板(ban)(ban)，也(ye)可(ke)以不(bu)加蓋板(ban)(ban)。
因為鈮的熔點高，鎢極(ji)電弧又不直接作(zuo)用在(zai)鈮箔(bo)上，所以只(zhi)有很少部分鈮被熔化(hua)。這樣防止了鋼與鈦的相(xiang)互熔合，可以有效地防止界面處(chu)脆(cui)性相(xiang)的形成。
