综上所述，由于钛合金造船、汽车、涡轮发动机、航天航空器等方面应用越来越广泛，及其焊接时极易受空前中氧、氮、氢污染的特殊性，采用的传统焊接方法满足不了目前对其接头组织性能所提出的高要求。而激光+PMIG复合热源焊在提高材料的可焊性有明显的优势，并相比传统焊接方法，能得到优质的焊接接头。并提高了焊接适应性和其焊接熔池的保护工作。所以研究钛合金采用激光-MIG复合焊接方法具有广泛意义和可行性。

1.2  激光+PMIG复合热源焊国内外研究现状

1.3  TC4钛合金焊接性能分析

钛合金在高温下对氧、氢、氮等元素具有很强的亲和力，这些元素含量较高，会严重恶化钛合金的综合性能，这给钛合金的焊接带来了一定的困难。充分了解钛合金的焊接性有利于其在实际工艺应用中更好的应用。

1.3.1  高温时钛合金高活性

在常温下，钛能与氧反应生成致密的氧化膜而保持高的温度性和耐腐蚀性。但在焊接的高温条件下，钛合金对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲和力，液态的熔池和熔滴金属若得不到有效的保护，则容易受到空气杂质的污染[3]。Ti-6Al-4V合金，高温氧化导致该合金在高温拉伸过程中表面产生氧化层,而在拉伸应力作用下氧化层断裂并向基体扩展,从而严重降低了Ti-6Al-4V合金的超塑性,但不会影响其抗拉强度及屈服强度。焊接结束后，可通过得到的焊缝表面的颜色来判断接头被污染的程度。焊缝颜色污染程度从重到轻依次为蓝色、紫色、深黄色、淡黄色，污染最严重的灰色。保护良好的焊缝为光亮白色[4] [5]。

因而在焊接过程中要特别注意对其焊接熔池的保护，防止被空前中的氧、氮污染，焊缝性能不同程度的变差，造成焊缝性能不同程度的变差，造成性能下降。

1.3.2  钛合金焊接接头脆化和裂纹倾向

接头的脆化问题是钛合金焊接中最常出现的缺陷。由于不均匀的加热和冷却过程，从而形成不均匀组织，导致焊缝和热影响区脆化。而由于容易受氧、氮等杂质污染，形成片状、针状组织而产生脆化。而氮污染脆化作用比氧更强烈 [6] 。文献综述

1.3.3  钛合金焊接气孔问题

气孔的产生钛及钛合金焊接中常见的缺陷。钛合金高温下对氧、氮、氢和碳具有极大的亲和力，O2、N2、H2都可能引起气孔。影响焊缝中气孔产生的主要原因主要包括材质和工艺两个方面因素。材质的影响主要是氩气及母材、焊丝中的不纯气体。工艺因素的主要是氢的污染。焊接熔池存在时间很短时，因氢的扩散不充分，即使有气泡存在，也来不及长大形成气泡；熔池存在时间逐渐增长后，氢向气泡核扩散，使得形成气泡的条件变得很有利。于是气孔逐渐增多，直到出现最大值[7]。钛和钛合金焊缝气孔大多分布在熔池区附近，这是钛及钛合金气孔的一个特点。焊缝中的气孔不仅造成了应力集中，而且使气孔周围金属的塑性降低，甚至导致整个接头的断裂破坏，因此要严格控制气孔的生成[8] 。 

表1-1钛合金采用是几种传统焊接方法的对比。可以看出其各自都有比较明显的不足。

表 1-1 钛合金焊接方法对比

焊接方法 优点 缺点

钨极氩弧焊 能进行多层焊接 能量密度低、焊接熔深浅

等离子弧焊 热影响区小、焊接变形小 焊接过程复杂

MIG焊接 钛合金激光+PMIG对接焊工艺与过程保护试验研究(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_76765.html