由于α-β钛合金的焊缝区和热影响区的相变，接头的韧性较差。α-β钛合金焊接时可以使用不同种类的合金添丝，也可不添丝。通常使用合金成分较母材少的添丝材料。添丝金属合金化等级与母材相同或低一等级是为了保证焊缝的韧性和强度。

1.3.4  焊接钛合金使用的工艺

钛合金焊接使用的工艺有：钨极氩弧焊（TIG）、熔化极气体保护焊（MIG）、等离子焊、电子束焊、激光焊、摩擦焊、电阻焊等。

钨极氩弧焊（TIG）是应用最广的钛及其合金的焊接方式。2.5mm以下的对接焊缝可以不开坡口也不需要添丝。对于更厚的板件，母材需要开坡口，亦需添丝。被加热的区域都需要使用惰性气体保护，以防止空气中的氧气、氮气、碳等使焊缝变脆。

熔化极气体保护焊（MIG）用与焊接3mm以上的钛及钛合金板件。通常在需要使用脉冲电流并射流过度，其成本低于TIG焊，尤其是焊接13mm以上厚度的板件时优势明显。

等离子弧焊也用于焊接钛及其合金，其焊接速度比TIG焊块，而且由于具有小孔效应，可用于更厚的区域，例如13mm厚的单道焊缝。

电子束焊常用于航空航天领域的高质量钛及其合金的板件，厚度从6mm-76mm均可焊接。由于焊接在真空环境下进行，获得的焊缝几乎不会被氧化。

激光束焊接越来越多的运用在焊接钛及其合金方面。焊接时可不开坡口，也不需要用到真空环境；但惰性气体保护是必须的。激光焊工艺可焊的板厚比电子束焊接要低得多，通常不能超过13mm。

摩擦焊一般用于连接管件和棒状零件，在没有气体保护的情况下也可获得无氧化的接头。来!自~751论-文|网www.751com.cn

电阻焊中可使用点焊和缝焊来连接钛及其合金板件。此工艺也用于连接钛和异种金属，例如钛合金和不锈钢的复合。

1.3.5 添丝及焊条

添丝材料通常和母材的化学成分相匹配。在焊接高强度的纯钛时为了提高焊缝的韧性，偶尔使用屈服强度低于母材金属的添丝。在焊接Ti-5A1-2.5Sn和Ti-6A1-4V有时会使用纯钛焊丝以提高焊缝的韧性。使用纯钛焊丝会降低焊缝的β相成分，因此可以提高焊缝的韧性。但使用纯钛焊丝时需要注意焊缝是否能达到要求的强度。

1.4  本课题主要研究内容

1.4.1  课题的具体内容

本课题的具体内容包括：

（1）使用脉冲MIG焊机，TC3焊丝焊接TC4钛合金板。钛合金板的厚度为3mm。首先进行平面堆焊，找到合适的焊接参数，要求单面焊双面成型，且焊缝成型美观无缺陷。将焊接接接头性能试验，记录、分析接头连接强度及其影响因素。

（2）探索和优化焊接工艺参数。

（3）使用以上试验确定的参数再进行3mm板对接试验，将焊接接接头性能试验，记录、分析接头连接强度及其影响因素。

（4）焊缝区域金相组织分析、接头力学性能测试等。