鈦合金在高溫下對(duì)氧氣特別敏感，無(wú)法接觸含氧氣氛，因此鋼結(jié)構(gòu)焊接中常用的焊縫電弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊不能用于鈦及鈦合金的焊接，電弧焊由于焊接熱輸入大，也不適用于鈦合金焊接。鈦及鈦合金的常用焊接方法主要有鎢極惰性氣體保護(hù)焊（GTAW，氬氣作為保護(hù)氣體時(shí)又稱(chēng)TIG）熔化極氣體保護(hù)弧焊（GMAW，保護(hù)氣體為惰性氣體時(shí)MIG，在保護(hù)氣體中混合時(shí)MAG，鈦及鈦合金時(shí)不能添加活性氣體，因此鈦及鈦合金焊接焊接電弧，PAW焊接摩擦焊接，真空擴(kuò)散焊接，爆炸焊接，真空電子束焊接（EBW），激光焊接。

鎢極惰性氣體保護(hù)弧焊

鎢極惰性氣體保護(hù)焊具有操作簡(jiǎn)單、接近性好、焊接質(zhì)量好、不突出、可全位置焊接、投入低、最廣泛用于鈦合金焊接、焊接效率低等缺點(diǎn)，等離子弧焊和氬弧焊本質(zhì)上相同，成本低，極氣保屬于弧焊。與鎢極惰性氣體保護(hù)焊的自由電弧不同，等離子弧焊接的電弧是通過(guò)機(jī)械壓縮、熱壓、電磁壓縮獲得的等離子弧，粘度大、穿透力強(qiáng)，無(wú)坡口可一次焊接10mm以上的對(duì)接焊縫。主要用于中厚板Ⅰ型坡口。大厚板還可以開(kāi)放Y型邊進(jìn)行鈍邊下部焊接，與鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比，焊接效率大幅提高。通常使用規(guī)則的長(zhǎng)焊縫，如用于板材接頭或筒體縱環(huán)接頭等的平面焊縫或立焊位置的自動(dòng)焊縫。

等離子弧焊原理

激光焊接和真空電子束焊接都屬于高能束焊接，焊接深度比大，特別是電子束焊接深度比高達(dá)20:1以上。電子束焊接可以實(shí)現(xiàn)小能量的精密焊接，但主要用于大厚度零件的焊接。由于是真空環(huán)境，從根本上避免了鈦合金焊接氧化及氣孔出現(xiàn)的可能性，激光焊接大多用于薄壁材料的焊接，兩種焊接方法都可以獲得高質(zhì)量的焊接，存在焊接效率高、焊接變形小、設(shè)備投入大等缺點(diǎn)。

“奮斗者”號(hào)載人潛水器采用鈦合金載人實(shí)赤道縫合真空電子束焊接技術(shù)完成

摩擦焊和真空擴(kuò)散焊都屬于固相焊接，其中摩擦焊包括旋轉(zhuǎn)摩擦焊、線(xiàn)性摩擦焊、攪拌摩擦焊等，廣泛應(yīng)用于特定結(jié)構(gòu)件，特別是航空航天領(lǐng)域的精密零件。爆炸焊接在鈦合金領(lǐng)域主要用于鈦鋼復(fù)合板、用于制作鈦鋁復(fù)合板等復(fù)合板，可實(shí)現(xiàn)艦船領(lǐng)域和化工領(lǐng)域常用、直接焊接不良的兩種構(gòu)件的連接中間結(jié)構(gòu)。

熔化極氣體保護(hù)焊在鋼結(jié)構(gòu)焊接中應(yīng)用尤為廣泛。該焊接方法采用自動(dòng)送出的焊絲作為電極，屬于半自動(dòng)焊接范疇，操作也比較簡(jiǎn)單。組合機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接，接近性也比較好。除了焊接位置，幾乎可以焊接。采用短路過(guò)渡短弧焊接，還可以實(shí)現(xiàn)仰焊位置焊接，與鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比，焊接效率高出10倍以上，單位焊接熱輸入低，焊接變形小，焊接量大的情況下一般首選，但在鈦和鈦合金領(lǐng)域，通常采用熔化其氣體進(jìn)行焊接。做的技術(shù)還不普遍。

熔化極氣體保護(hù)弧焊系統(tǒng)原理圖

首先，該焊接工藝本身對(duì)焊接電源和控制系統(tǒng)的要求很高。實(shí)現(xiàn)良好的焊接成形，氣孔、為了減少飛濺等，必須準(zhǔn)確控制熔滴過(guò)渡，為了獲得良好的焊接效果，必須針對(duì)不同種類(lèi)的材料專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的焊接程序。鈦合金焊接市場(chǎng)包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、比鋁合金等小得多，技術(shù)開(kāi)發(fā)難度大，投入產(chǎn)出比低。致力于鈦技術(shù)開(kāi)發(fā)的設(shè)備企業(yè)本來(lái)就不多。市場(chǎng)上的焊接設(shè)備幾乎沒(méi)有鈦和鈦合金專(zhuān)用焊接程序，開(kāi)發(fā)出的焊接碳鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金等的焊接順序直接影響鈦及鈦合金的焊接效果，無(wú)法直接調(diào)用。

鈦合金MIG焊接

并確認(rèn)鈦合金材料的物理性質(zhì)。鈦及鈦合金焊接本身是一項(xiàng)精細(xì)的活動(dòng)，對(duì)人機(jī)材料的法環(huán)等要求本身就很高，為了保證焊接質(zhì)量，有系統(tǒng)的焊接工藝要求。更不用說(shuō)專(zhuān)用焊接程序了，自行使用MIG焊接鈦非常困難，此外，鈦在高溫下焊接釘?shù)谋砻鎻埩Υ?，?rùn)濕性低，不易展開(kāi)包裝，真空擴(kuò)散焊成型相對(duì)較低，焊接深度較淺，對(duì)焊工的操作要求也較高，培養(yǎng)鈦合金MIG焊工的成本較低。比較高，想要維持鈦合金MIG焊接工藝的工廠也比較少。奧地利?？怂构驹阝伜辖餗IG焊接領(lǐng)域做得比較好。

油漆熔化極氣體保護(hù)弧焊代表焊接設(shè)備及面板

總體來(lái)看，鈦合金MIG焊接在市場(chǎng)上并不普遍，但由于該焊接工藝本身的優(yōu)勢(shì)特別多，對(duì)于潛在應(yīng)用量較大的工廠，需要投入人力物力用于真空擴(kuò)散焊工藝的開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累。