鈦比鋼輕45％，比（bǐ）鋁重60％，比其中任何一種都強三倍以上。雖然它（tā）比許（xǔ）多其他（tā）金屬貴得多，但它具有更高的（de）耐腐蝕性，更低的生命周期成（chéng）本，更長（zhǎng）的使用壽命，以及比大多數更低的維護和（hé）維修成本。鈦（tài）的常見應用包括軍事，航空航天，船舶，化工，發（fā）電，石油和天然氣開采（cǎi）以及醫療設備。

鈦是一種活性（xìng）金屬，易與氧氣（qì）相互作用（yòng），易於氧化和汙染，並且難（nán）以焊接。然而，細（xì）致的準備，穩定的手法和大量的練習可完成成功的焊接。

本文（wén）重點介紹使用ASTM Gr5，國內TC4（Ti6Al4V）作為參考的鈦管、鈦合金管和管道上的氣體保護（hù）鎢極電（diàn）弧焊（GTAW，也稱為（wéi）TIG焊或鎢極惰性氣體保護（hù）焊）。

清潔是至關重要（yào）的

焊接鈦管需要（yào）極其清潔 - 基礎金屬，填充金屬和焊（hàn）接環境必須完美（měi）無暇。焊接（jiē）工人如果擦了護手霜等身（shēn）體乳，成型和拉伸過（guò）程中的油汙，車間灰塵，油漆，汙垢（gòu），切削液和潤滑劑都會導致（zhì）脆化和焊接（jiē）失效。

首先清潔工作區（qū）域並清除各種碎屑（xiè），並確保選擇氣流最小的地方，盡量保證環境無（wú）風，以免在焊接過程中幹擾保護氣體。接下來對填（tián）充棒和基底金屬上的油汙清（qīng）潔：戴上專門用於此目的的丁腈手套（tào），以防止操作工（gōng）手上的護手霜或者其他手上附著的油汙擦到待焊（hàn）接鈦管上。然後將甲基乙基酮（MEK）塗在幹淨的無絨布（bù）上並（bìng）擦拭鈦以去除任何殘留的表麵汙染物。此時將填充棒放入密封容器中以防止進（jìn）一（yī）步汙（wū）染（rǎn）。

在焊（hàn）接之前，除（chú）去管道表麵鈦與氧氣反應時形成的氧化皮（pí）。該氧化物（wù）層為鈦（tài）提供了顯著的耐腐蝕性。但是，必須在（zài）焊接（jiē）之前將其去除，因為它在比鈦更高的溫度下熔化並且可以進入熔融（róng）焊池以產生使夾層變弱的夾雜物。

無論是帶有硬質合金（jīn）去毛刺工具的模具磨床還（hái）是專用於鈦合金的硬質合金銼刀，都能最好地從（cóng）焊接接頭上去除氧（yǎng）化層。建議不要使用鋼絲絨和磨料，因為它們會造成汙染。請記（jì）住使用低磨削速度以防止過熱（rè）。在（zài）將氧化層磨掉後，用MEK或丙酮浸濕的布（bù）再（zài）次擦拭接頭。因為某些溶劑（jì）具有低閃點， 等所以要待溶劑（jì）在撞（zhuàng）擊（jī）電弧之前完全蒸發（fā）。

完美契合

對於鈦管而言，裝配可能比任何其他金屬管更重要，因為它對於防止氧氣進入焊縫至關重（chóng）要。接頭應為方形（不要形（xíng）成V形缺口），這（zhè）有助於減（jiǎn）少（shǎo）填充接頭所需的熱量和（hé）焊接金屬量; 這（zhè）反過來又降低了燒穿和汙染（rǎn）的可能性。

將零件夾（jiá）在定位器或工作站上，以確保（bǎo）兩端盡可能（néng）緊密，準確地對接在（zài）一起。

大多數薄壁鈦管和管道不需要預熱（rè）。但是，如果您計劃（huá）焊接厚度超過1/3英寸的鈦管，請谘詢您（nín）的焊（hàn）接（jiē）設備供應商，因（yīn）為某些預熱和（hé）後加熱可能是有（yǒu）益的。

屏蔽氣體（tǐ）覆蓋的重要性

建（jiàn）議使用純氬（yà）氣來焊接鈦，因為它具有高純度和（hé）低水分含量。可以使用75/25的氬/氦混合物來提高（gāo）穩定性並僅在指定時增加滲透。

美國焊接協會（AWS）建議測量焊接氣（qì）體純度（dù），以確保其符合每種應（yīng）用的標準。保護氣體的純度至少為（wéi）99.995％，不超過百萬分之20（PPM）的氧氣，露點高於-76華氏度。其他應用需要99.999％的純氬氣流量。

用尾（wěi）部護罩裝備焊槍是至（zhì）關重要的 - 否則氧氣汙染的風險會增加，並且隨之而來的是開裂的可能性。一些焊工會製造自己的尾隨防護罩，雖然有很多款式可（kě）供購買。尾隨護（hù）罩符合管子的（de）形狀，並沿著管子的GTAW割炬。在割炬（jù）及其氬氣流通過後，護罩在焊縫上提供額外的氬（yà）保護。將割炬和尾隨保護氣（qì）流設置為20立方英尺（chǐ）/小時（CFH）可提供最佳保護（hù）氣體覆蓋率。

始終使用幹淨，無孔的塑（sù）料軟管將保護氣體輸送到割炬，尾隨護罩和（hé）吹掃。

填（tián）充金屬選擇

焊接厚度大於0.010英寸的鈦管時，請使用填（tián）充金屬（參見圖（tú）1）。通常（cháng），您應該（gāi）將（jiāng）填充金屬（shǔ）與焊接的鈦的等級相匹配 - 理（lǐ）論上該是（shì）完全匹配的。某（mǒu）些應用允許例（lì）外（wài），例如屈（qū）服（fú）強度低於母材（cái）的填充金屬，以提高延展性。但（dàn）是，任（rèn）何變化都應經過仔細測試和調查，以確保其符合工藝要求和（hé）規格。

挑選合適的火焰和消（xiāo）耗（hào）品

與任何其他焊接工藝相比，GTAW使焊工能夠更好地控（kòng）製熱（rè）輸入和熔池。具有高（gāo）頻（pín）電弧啟動，遠程電流控製功能，後（hòu）流量計時器和至少250安培輸出的GTAW逆變器將很好地焊接鈦。

始終將機器的極性設（shè）置（zhì）為直流電極負極（DCEN）。與直流電極（jí）正（zhèng）極（DCEP）相比，DCEN具有更深的穿透性（xìng）。

使逆變器與空（kōng）氣或水冷割（gē）炬（jù）匹（pǐ）配（pèi）。如果您的焊接（jiē）溫度低於150安培，並且其成本低於（yú）水（shuǐ）冷式割炬，則風冷式（shì）割（gē）炬可提供良好的性能。另一方麵，水冷式割炬更小，更易於操作，並且允許在更長的時間內以更高的安培數進行焊接，盡管鈦上的大多數焊接（jiē）都很短並且（qiě）在低於150安培的輸（shū）出水平下產生。