一、鈦及鈦合(he)金的特點
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(gang)-鈦復(fu)合(he)板復(fu)合(he)方(fang)式大多(duo)采(cai)用爆炸法，其分類見表(biao)5-90，其力(li)學性能見表(biao)5-91。
二、不銹鋼（或(huo)碳(tan)鋼）-鈦(tai)及鈦(tai)合金的焊接(jie)性
不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈦及鈦合金焊接時，焊縫中易形成金屬間化合物（TiFe、TiFe2等），焊接接頭塑(su)性急(ji)劇下降而(er)脆性大大提高(gao)。
隨著溫(wen)度的升高，鈦(tai)(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)(tai)合金(jin)的吸(xi)(xi)氣(qi)(qi)（如氧、氫(qing)、氮(dan)）能(neng)力明顯提高。鈦(tai)(tai)(tai)從250℃開始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收氫(qing)，從400℃開始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收氧，從600℃開始(shi)(shi)吸(xi)(xi)收氮(dan)。焊(han)接區(qu)含有大量的空(kong)氣(qi)(qi)時，給(gei)鈦(tai)(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)(tai)合金(jin)吸(xi)(xi)氣(qi)(qi)提供了方便，在熔(rong)池(chi)凝固時，吸(xi)(xi)收的氣(qi)(qi)體(ti)來不及全(quan)部逸出，殘留在焊(han)縫內部的氣(qi)(qi)體(ti)就形成了氣(qi)(qi)孔。所以(yi)，在焊(han)接環境中(zhong)要使熔(rong)池(chi)和焊(han)縫金(jin)屬始(shi)(shi)終處(chu)于惰(duo)性氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護中(zhong)，避(bi)免形成氣(qi)(qi)孔。
三、不(bu)銹鋼(gang)-鈦雙金(jin)屬結構的焊接工藝(yi)
1. 不銹鋼(gang)與鈦及鈦合金雙(shuang)金屬結構
鈦(tai)(tai)(tai)與(yu)不銹鋼(gang)中的(de)(de)鐵、鉻、鎳形成(cheng)多種(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)分復雜的(de)(de)金屬間化(hua)合(he)物(wu)，故用(yong)熔(rong)焊方(fang)法(fa)無法(fa)實現這兩種(zhong)(zhong)(zhong)金屬直接焊接。但鈦(tai)(tai)(tai)可以(yi)與(yu)鋯、鉿、鈮(ni)、鉭、釩等五種(zhong)(zhong)(zhong)金屬相互固溶，可以(yi)進行(xing)焊接。而上述幾種(zhong)(zhong)(zhong)材料都很貴重，所以(yi)過(guo)渡段(duan)中用(yong)它們做成(cheng)的(de)(de)過(guo)渡層(ceng)很薄，例如(ru)，將(jiang)(jiang)一、二種(zhong)(zhong)(zhong)中間金屬薄層(ceng)軋制在鋼(gang)和鈦(tai)(tai)(tai)及其(qi)合(he)金之間（如(ru)鈦(tai)(tai)(tai)或鈦(tai)(tai)(tai)合(he)金-釩-銅(tong)-碳鋼(gang)或不銹鋼(gang)），用(yong)電子束焊接方(fang)法(fa)將(jiang)(jiang)過(guo)渡段(duan)同不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)鈦(tai)(tai)(tai)及其(qi)合(he)金進行(xing)焊接，其(qi)示(shi)意圖如(ru)圖5-39所示(shi)。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦復合板的焊接(jie)工藝
a. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復合(he)(he)板的復層(ceng)(ceng)（鈦）厚度一般為1.5～3.0mm，基(ji)層(ceng)(ceng)的厚度為8～20mm。鈦復層(ceng)(ceng)和(he)鋼(gang)基(ji)層(ceng)(ceng)之(zhi)間(jian)如果不加入中間(jian)金(jin)屬層(ceng)(ceng)，經加熱(re)后會產生脆性層(ceng)(ceng)，使(shi)不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復合(he)(he)板的層(ceng)(ceng)間(jian)結合(he)(he)強度降低。因此，可在鈦復層(ceng)(ceng)與鋼(gang)基(ji)層(ceng)(ceng)之(zhi)間(jian)加入V、Nb或者V＋Cu等中間(jian)合(he)(he)金(jin)層(ceng)(ceng)。
通過加入各(ge)種(zhong)中(zhong)間合(he)金(jin)層軋制的(de)鋼-鈦復(fu)合(he)板加熱后的(de)抗拉強度(du)見表(biao)5-92。從表(biao)中(zhong)可知，加入V作為(wei)中(zhong)間層的(de)效果最好(hao)。加雙金(jin)屬中(zhong)間層(V+Cu或(huo)Nb+Cu)的(de)結果并不(bu)好(hao)。因為(wei)Cu的(de)熔點低，會(hui)形成低熔點共晶體，從而(er)使不(bu)銹鋼（或(huo)碳(tan)鋼）-鈦復(fu)合(he)板的(de)焊接工藝變得更(geng)復(fu)雜。
b. 不銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）-鈦復合板的(de)焊接(jie)主要采用(yong)下列兩種工藝(yi)：
第一種(zhong)焊(han)接(jie)(jie)工藝是(shi)(shi)在焊(han)縫(feng)上加(jia)(jia)蓋板，對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)強度性(xing)能主(zhu)要靠基層鋼焊(han)縫(feng)來保證，而加(jia)(jia)蓋板的(de)目(mu)的(de)是(shi)(shi)用來防止浸蝕(shi)性(xing)介質腐蝕(shi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭。在焊(han)縫(feng)和蓋板之間填(tian)(tian)加(jia)(jia)的(de)填(tian)(tian)充材(cai)料(liao)，通(tong)常是(shi)(shi)Ag（Ag與(yu)Ti熔合得很好）或(huo)熔點(dian)較低的(de)銀(yin)釬料(liao)，也可以填(tian)(tian)充環氧樹脂型聚合物。加(jia)(jia)填(tian)(tian)充材(cai)料(liao)的(de)目(mu)的(de)是(shi)(shi)提高接(jie)(jie)頭的(de)耐蝕(shi)性(xing)。焊(han)縫(feng)如圖5-40a所(suo)示的(de)單(dan)面焊(han)，也可以是(shi)(shi)如圖5-40b所(suo)示雙面焊(han)。
第(di)二種焊接工藝是(shi)在鈦復層的(de)坡(po)(po)口中鑲入(ru)一(yi)層很薄(bo)的(de)難熔金屬(shu)襯片如(ru)圖5-41b，選擇厚(hou)(hou)度為0.1mm的(de)鈮箔(bo)或鉬箔(bo)等(deng)。焊接不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復合板(ban)的(de)復層時，采用鎢(wu)極氬弧(hu)焊，填加(jia)鈦焊絲，鈦絲直徑取決于鈦復層的(de)厚(hou)(hou)度及坡(po)(po)口形式。鎢(wu)極電弧(hu)在鈦絲和鎢(wu)極之間燃燒(shao)，不(bu)要使電弧(hu)直接作(zuo)用在鈮箔(bo)上，焊槍(qiang)應沿(yan)著鈦絲移動，鈦絲熔化結晶即形成不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）-鈦復合板(ban)的(de)焊縫(feng)。這種焊接工藝可(ke)以加(jia)蓋板(ban)，也可(ke)以不(bu)加(jia)蓋板(ban)。
因為(wei)鈮(ni)的熔點高，鎢極電弧又(you)不直接作用在鈮(ni)箔上，所以只有(you)(you)很(hen)少部分鈮(ni)被熔化。這樣(yang)防止了(le)鋼與鈦的相互(hu)熔合，可以有(you)(you)效地(di)防止界面處脆性相的形成。
