一、鈦及鈦合金的特(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(bu)銹(xiu)鋼（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。
不銹鋼-鈦復合(he)板(ban)復合(he)方式大多采用爆(bao)炸(zha)法，其分類見表(biao)(biao)5-90，其力學性能見表(biao)(biao)5-91。
二、不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金的焊接性
不銹鋼（或碳鋼）與鈦及鈦合(he)金(jin)(jin)焊接時，焊縫中易(yi)形成金(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合(he)物（TiFe、TiFe2等），焊接接頭塑性急劇下(xia)降而脆性大大提高。
隨著溫度(du)的(de)升(sheng)高，鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金的(de)吸氣（如氧(yang)、氫、氮(dan)）能力明顯提高。鈦(tai)從250℃開(kai)始(shi)(shi)吸收(shou)氫，從400℃開(kai)始(shi)(shi)吸收(shou)氧(yang)，從600℃開(kai)始(shi)(shi)吸收(shou)氮(dan)。焊(han)接(jie)區含有大(da)量的(de)空氣時(shi)，給鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金吸氣提供了(le)方便，在熔(rong)池凝固時(shi)，吸收(shou)的(de)氣體(ti)(ti)來不及(ji)全部(bu)逸(yi)出，殘留在焊(han)縫內部(bu)的(de)氣體(ti)(ti)就形(xing)成(cheng)了(le)氣孔。所以，在焊(han)接(jie)環境中要使熔(rong)池和(he)焊(han)縫金屬(shu)始(shi)(shi)終處于惰性氣體(ti)(ti)保護中，避免形(xing)成(cheng)氣孔。
三、不銹鋼-鈦雙金屬(shu)結構的焊接工藝
1. 不銹鋼與鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金雙金屬結構
鈦(tai)與(yu)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)的鐵、鉻、鎳形成(cheng)多種(zhong)(zhong)成(cheng)分復雜的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)間化合(he)(he)物，故用(yong)熔焊(han)方法無(wu)法實現這兩種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)直(zhi)接焊(han)接。但(dan)鈦(tai)可以與(yu)鋯(gao)、鉿、鈮、鉭、釩等五種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)相互(hu)固溶，可以進行(xing)焊(han)接。而上述幾種(zhong)(zhong)材(cai)料都很(hen)貴重，所(suo)以過(guo)渡(du)段(duan)(duan)中(zhong)(zhong)用(yong)它(ta)們做成(cheng)的過(guo)渡(du)層很(hen)薄，例如，將一(yi)、二種(zhong)(zhong)中(zhong)(zhong)間金(jin)(jin)(jin)屬(shu)薄層軋制在(zai)鋼(gang)和鈦(tai)及其合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)之間（如鈦(tai)或鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)-釩-銅-碳鋼(gang)或不(bu)銹鋼(gang)），用(yong)電(dian)子束焊(han)接方法將過(guo)渡(du)段(duan)(duan)同不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)鈦(tai)及其合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)進行(xing)焊(han)接，其示意圖如圖5-39所(suo)示。
2. 不銹鋼（或碳鋼）-鈦(tai)復合板的焊接(jie)工藝
a. 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)復(fu)(fu)合(he)(he)板的復(fu)(fu)層（鈦(tai)）厚度(du)一般為(wei)(wei)1.5～3.0mm，基層的厚度(du)為(wei)(wei)8～20mm。鈦(tai)復(fu)(fu)層和鋼(gang)基層之間如果不(bu)加入(ru)中(zhong)間金(jin)屬(shu)層，經加熱后會產生脆性層，使不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)復(fu)(fu)合(he)(he)板的層間結合(he)(he)強度(du)降低。因(yin)此(ci)，可在鈦(tai)復(fu)(fu)層與鋼(gang)基層之間加入(ru)V、Nb或者V＋Cu等中(zhong)間合(he)(he)金(jin)層。
通過加入(ru)各種(zhong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)合金層(ceng)(ceng)軋制的(de)鋼-鈦復合板加熱后的(de)抗(kang)拉強度見表5-92。從表中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)知，加入(ru)V作為中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)層(ceng)(ceng)的(de)效果(guo)最好。加雙金屬中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)層(ceng)(ceng)(V+Cu或Nb+Cu)的(de)結果(guo)并不好。因為Cu的(de)熔點低(di)，會形成低(di)熔點共(gong)晶體，從而使不銹鋼（或碳鋼）-鈦復合板的(de)焊接工(gong)藝(yi)變得更復雜。
b. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）-鈦復合板的(de)焊(han)接主要采用下列兩種工(gong)藝(yi)：
第一種焊(han)接(jie)(jie)工藝是(shi)(shi)(shi)在(zai)焊(han)縫上加(jia)蓋板(ban)，對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)強度性能主要靠基層鋼焊(han)縫來保證，而(er)加(jia)蓋板(ban)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)用來防止浸蝕(shi)性介(jie)質腐蝕(shi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)。在(zai)焊(han)縫和蓋板(ban)之間填(tian)加(jia)的(de)(de)(de)填(tian)充材料，通常是(shi)(shi)(shi)Ag（Ag與Ti熔合得很好）或熔點較低的(de)(de)(de)銀釬料，也(ye)可以填(tian)充環氧樹(shu)脂型聚合物。加(jia)填(tian)充材料的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)提高接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性。焊(han)縫如圖5-40a所示的(de)(de)(de)單面焊(han)，也(ye)可以是(shi)(shi)(shi)如圖5-40b所示雙(shuang)面焊(han)。
第二種(zhong)焊接工藝是在鈦(tai)復層(ceng)(ceng)的(de)坡(po)口(kou)(kou)中鑲入一層(ceng)(ceng)很薄(bo)的(de)難熔金屬襯片如(ru)圖5-41b，選擇厚度為0.1mm的(de)鈮(ni)箔(bo)(bo)或鉬箔(bo)(bo)等。焊接不(bu)銹(xiu)鋼（或碳鋼）-鈦(tai)復合板(ban)的(de)復層(ceng)(ceng)時，采用鎢極(ji)氬弧焊，填加鈦(tai)焊絲(si)，鈦(tai)絲(si)直徑取決于(yu)鈦(tai)復層(ceng)(ceng)的(de)厚度及坡(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式。鎢極(ji)電(dian)弧在鈦(tai)絲(si)和鎢極(ji)之間燃燒，不(bu)要使電(dian)弧直接作用在鈮(ni)箔(bo)(bo)上，焊槍應(ying)沿著鈦(tai)絲(si)移動，鈦(tai)絲(si)熔化結晶(jing)即形(xing)(xing)成不(bu)銹(xiu)鋼（或碳鋼）-鈦(tai)復合板(ban)的(de)焊縫。這種(zhong)焊接工藝可以加蓋(gai)板(ban)，也可以不(bu)加蓋(gai)板(ban)。
因為(wei)鈮(ni)的熔點高，鎢極電弧又(you)不直接作用在(zai)鈮(ni)箔(bo)上，所以只有很少部(bu)分鈮(ni)被熔化。這樣防止(zhi)了(le)鋼與鈦的相互熔合(he)，可(ke)以有效地防止(zhi)界面處脆性相的形成。
