钛管接头在焊接是地,为了防止焊接接头在高温下被有害气体及元素污染,对焊区及焊缝进行必要的焊接保护与温度控制,其温度应在250℃以下。保护与温度控制的主要方法:一是对表面焊缝加保护气体拖罩;二是将被焊接头管内充满保护气体。保护气采用氩气,其纯度应≥99.99%。保护气体的流量应满足焊接技术要求。
钛中硫、磷、碳等能在晶界与钛形成低熔点共晶的杂质含量很少,有效结晶温度区间窄,焊缝凝固时收缩量小,因而一般不会产生焊缝的热裂纹。钛焊缝的裂纹属于氢致冷裂纹。铁常温下在钛中溶解的质量分数仅为 0.05%~0.10%,因而钛与钢不能直接熔焊。
钛及合金焊件和焊丝焊前应仔细清除表面的氧化物、氮化物、油污、水分等,一般采用酸洗或砂轮、砂布打磨。对于容器的纵环焊缝、角焊缝、换热器的管与板的焊接等酸洗比较困难的工件,可用砂轮、砂布打磨坡口两侧,并注意将残留的砂粉尘末清理干净。对于焊丝、封头、膨胀节和其他不易打磨的零件焊前应酸洗,酸洗后应用清水冲洗干净。如焊件无法酸洗,也可用硬质合金刮刀刮削。焊件经过以上清理后,在焊前均应用丙酮、无水酒精等溶剂清洗待焊区,不得用手触摸与再污染。再污染后应重新清理与清洗。
钛及钛合金焊接时,焊枪喷嘴保护熔池,拖罩保护冷却中的焊接接头的正面,垫板保护焊接接头的背面。钛及钛合金焊接所用的焊枪与焊接铝、不锈钢的焊枪不同,常用大直径喷嘴,手工焊时,喷嘴直径为14 ~20mm,自动焊时为16 ~22mm。拖罩能保护温度在400℃以上的焊缝和热影响区,拖罩的形状和尺寸应随焊件厚度、冷却方式、焊接电流、焊缝形状等因素而定。拖罩应贴在焊接区随焊枪一起移动。焊缝背面可用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气,铜垫板中也可吹送保护气,或用拖罩贴在焊缝区背面随着焊接一起移动。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种精密焊接方法,激光焊接具有高能量密度、热变形小、可聚焦、无接触加工、深穿透、率、、热影响区狭窄、适应性强等优点。
在钛合金构件的制造中,钎焊也是有效的连接方法,主要应用在钛合金复杂结构的制造中,如蜂窝结构[ii],小型航空精密部件等。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料,将焊件和钎料加热到钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的一种工艺方法。由于钛的高温活性强,钎焊一般在真空或隋性气体保护下进行。