一、鈦及(ji)鈦合金(jin)的特點
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。
不銹(xiu)鋼-鈦復(fu)合板(ban)復(fu)合方式(shi)大多采用爆炸法(fa)，其(qi)分類見(jian)表(biao)5-90，其(qi)力(li)學性能見(jian)表(biao)5-91。
二、不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦(tai)及鈦(tai)合金(jin)的焊(han)接性
不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈦及鈦合金焊接(jie)時，焊縫中(zhong)易形成金屬間化合物（TiFe、TiFe2等），焊接(jie)接(jie)頭塑(su)性急劇下降而(er)脆性大大提(ti)高(gao)。
隨著溫(wen)度的(de)升高，鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金的(de)吸(xi)(xi)氣(qi)（如氧、氫、氮）能力明顯提(ti)(ti)高。鈦(tai)從250℃開(kai)始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氫，從400℃開(kai)始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氧，從600℃開(kai)始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收(shou)氮。焊(han)接區含有大(da)量(liang)的(de)空(kong)氣(qi)時，給鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金吸(xi)(xi)氣(qi)提(ti)(ti)供(gong)了方便，在熔池(chi)凝(ning)固時，吸(xi)(xi)收(shou)的(de)氣(qi)體(ti)來不及(ji)全部逸出，殘留在焊(han)縫內部的(de)氣(qi)體(ti)就形(xing)成了氣(qi)孔。所以，在焊(han)接環境中要(yao)使熔池(chi)和焊(han)縫金屬始(shi)(shi)終(zhong)處于(yu)惰性氣(qi)體(ti)保(bao)護中，避免形(xing)成氣(qi)孔。
三、不銹鋼-鈦雙金屬結(jie)構的焊(han)接(jie)工藝
1. 不銹鋼(gang)與鈦及鈦合金雙金屬結構
鈦(tai)(tai)與(yu)不(bu)銹鋼(gang)中的鐵、鉻、鎳形成多種成分復雜的金(jin)屬(shu)間化合物，故用熔焊方(fang)法(fa)無法(fa)實現這兩種金(jin)屬(shu)直(zhi)接焊接。但鈦(tai)(tai)可以與(yu)鋯(gao)、鉿(jia)、鈮、鉭、釩等五種金(jin)屬(shu)相互固(gu)溶，可以進(jin)行焊接。而上述幾種材(cai)料(liao)都很(hen)貴重，所以過渡段(duan)中用它們做成的過渡層很(hen)薄，例如(ru)，將(jiang)一、二(er)種中間金(jin)屬(shu)薄層軋制(zhi)在(zai)鋼(gang)和鈦(tai)(tai)及其合金(jin)之間（如(ru)鈦(tai)(tai)或鈦(tai)(tai)合金(jin)-釩-銅-碳(tan)鋼(gang)或不(bu)銹鋼(gang)），用電子束焊接方(fang)法(fa)將(jiang)過渡段(duan)同不(bu)銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與(yu)鈦(tai)(tai)及其合金(jin)進(jin)行焊接，其示意圖(tu)如(ru)圖(tu)5-39所示。
2. 不銹鋼（或碳鋼）-鈦復合板的焊接工藝
a. 不(bu)銹鋼（或(huo)碳鋼）-鈦復合(he)板的(de)復層(ceng)(ceng)（鈦）厚(hou)度一般(ban)為1.5～3.0mm，基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)的(de)厚(hou)度為8～20mm。鈦復層(ceng)(ceng)和鋼基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)之間(jian)如果不(bu)加(jia)入(ru)中間(jian)金(jin)屬(shu)層(ceng)(ceng)，經加(jia)熱后會產生(sheng)脆性層(ceng)(ceng)，使不(bu)銹鋼（或(huo)碳鋼）-鈦復合(he)板的(de)層(ceng)(ceng)間(jian)結合(he)強度降低。因(yin)此，可在鈦復層(ceng)(ceng)與鋼基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)之間(jian)加(jia)入(ru)V、Nb或(huo)者V＋Cu等(deng)中間(jian)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)。
通過加(jia)入各種中間合金(jin)層軋制的鋼-鈦復(fu)合板(ban)加(jia)熱后(hou)的抗拉強度見(jian)表(biao)5-92。從表(biao)中可知，加(jia)入V作(zuo)為中間層的效果(guo)最好(hao)。加(jia)雙金(jin)屬中間層(V+Cu或Nb+Cu)的結果(guo)并不好(hao)。因為Cu的熔(rong)點低，會形成低熔(rong)點共晶體，從而使不銹鋼（或碳(tan)鋼）-鈦復(fu)合板(ban)的焊(han)接工藝變得更復(fu)雜(za)。
b. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復合板的焊接(jie)主要采用(yong)下(xia)列(lie)兩種工藝：
第一種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工藝是在(zai)焊(han)(han)縫上加蓋板(ban)，對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)強度性(xing)能主(zhu)要靠基(ji)層鋼(gang)焊(han)(han)縫來保(bao)證(zheng)，而加蓋板(ban)的(de)目的(de)是用來防止浸蝕(shi)性(xing)介(jie)質腐蝕(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭。在(zai)焊(han)(han)縫和蓋板(ban)之(zhi)間填加的(de)填充(chong)材(cai)料，通常(chang)是Ag（Ag與Ti熔合得很好）或熔點(dian)較(jiao)低(di)的(de)銀釬(han)料，也(ye)可(ke)以(yi)填充(chong)環氧(yang)樹脂型聚合物(wu)。加填充(chong)材(cai)料的(de)目的(de)是提高接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)耐蝕(shi)性(xing)。焊(han)(han)縫如圖(tu)5-40a所示的(de)單面(mian)焊(han)(han)，也(ye)可(ke)以(yi)是如圖(tu)5-40b所示雙(shuang)面(mian)焊(han)(han)。
第(di)二種焊(han)接工(gong)藝是在鈦(tai)(tai)復層(ceng)的(de)坡口(kou)中鑲入一層(ceng)很(hen)薄的(de)難熔金(jin)屬襯片如(ru)圖5-41b，選擇厚度為0.1mm的(de)鈮(ni)箔或鉬箔等。焊(han)接不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦(tai)(tai)復合板的(de)復層(ceng)時，采(cai)用鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)，填加鈦(tai)(tai)焊(han)絲，鈦(tai)(tai)絲直(zhi)徑取決(jue)于鈦(tai)(tai)復層(ceng)的(de)厚度及坡口(kou)形式(shi)。鎢(wu)極電(dian)弧在鈦(tai)(tai)絲和鎢(wu)極之間燃燒，不要使電(dian)弧直(zhi)接作(zuo)用在鈮(ni)箔上，焊(han)槍應沿(yan)著鈦(tai)(tai)絲移動，鈦(tai)(tai)絲熔化結晶即形成(cheng)不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦(tai)(tai)復合板的(de)焊(han)縫。這(zhe)種焊(han)接工(gong)藝可(ke)以(yi)加蓋板，也可(ke)以(yi)不加蓋板。
因為鈮(ni)的熔(rong)點高，鎢極電弧又不(bu)直接作用在鈮(ni)箔上，所以只有很(hen)少部分鈮(ni)被(bei)熔(rong)化。這樣防(fang)止了鋼與鈦的相互熔(rong)合(he)，可(ke)以有效地防(fang)止界(jie)面處(chu)脆性相的形成。
