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钛合金焊接，有哪些高效的焊接方法？

在目前来说，比较高效钛合金焊接方法主要有：PAW、LW、LW+MIG等自动焊接方法。

1.焊前准备

钛合金焊接的焊前准备工作非常重要，焊前准备工作主要包括：

(1)焊前清洁

焊前要用细丝的不锈钢钢丝刷对坡口及坡口两边50mm范围内的钛合金表面进行打磨，直至露出钛合金本身的金属光泽为止。打磨后再用干净的白绸布加丙酮将坡口及其两侧擦拭干净，以彻底清除焊接区域的氧化膜、油脂、水、尘等杂物。

(2)调试设备

焊接前要仔细检查各气瓶压力，以确保各种气体压力充足。PA及L-MIG复合焊前，要对焊机进行调节和检查，确保电源和送丝机正常工作。调节检查时，一般可将焊枪在焊缝全长上空

走一遍，确保行走机构工作正常且焊枪与焊缝对中理想。LW焊前，要校正焊缝轨迹，编写NC程序。

(3)焊接材料

等离子弧焊(PAW)的离子气、喷嘴保护气、托罩及背面保护气均采用一级纯氩(≥99.99%)；激光焊接(LW)过程中侧吹气体采用纯氦(≥99.99%),拖罩及背面保护气用一级纯氩(≥99.99%)；激光+熔化极气保焊(LW+MIG)的复合焊时MIG焊枪采用（70%He+30%Ar）混合气。

焊件的母材为Ti70（Ti-2.5Al-2Zr-1Fe系α钛合金）和TA5（Ti-4Al-0.B系α钛合金）两种。焊材均采用Φ1.2mm的盘状焊丝TA10。

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2.焊接方法

(1)等离子弧焊

对厚度在2.5~15mm之间的钛板，当坡口为I形时应用小孔法可一次焊透，为了保证小孔的稳定，背面充气沟槽的尺寸为30mm×30mm。PAW的工艺参数较多，当采用小孔法时主要涉及到喷嘴孔径、焊接电流、离子气流量、焊接速度、保护气流量等。本次焊接使用的喷嘴孔径为2.5mm,焊接时电流类型采用直流正接(DCEN),研究者在试板焊接过程中的具体焊接工艺参数见图1

(2)激光焊

LW焊接时的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、离焦量、侧吹气体流量及保护气体流量等。由于LW焊速极高，一般不能在焊接过程中对工艺参数进行调节，故在正式焊接前需通过预试验确定最佳的参数组合，焊接时的层间温度不大于℃，钛合金激光焊工艺试验焊接参数简图2

(3)激光MIG复合焊

LW-MIG复合焊时，由于存在激光和电弧两个热源，且每个热源均有较多的工艺参数需调节，故要使激光与电弧谐同匹配需进行大量试验摸索。对于4mm的Ti70板材对接接头，本次焊接使用了图3给出的工艺参数，得到了成型良好的单道全熔透焊缝。焊接时激光与电弧的相对位置要调得恰当。钛合金激光-MIG复合焊工艺试验焊接参数见图3

3.焊后检查

焊接完成后，对其焊缝的外观进行检查和无损检测。钛合金的外观颜色可以表明焊缝产生污染的程度。一般银白色的保护优良，几乎不存在有害气体的污染；淡黄色、金黄色焊缝对力学性能影响不大；其他蓝、灰等颜色则不可接受。由于高温区采取的保护充分，焊接后的焊缝外观颜色基本为银白色或金黄色。但由于在起弧段拖罩不能完全靠牢，所以在起弧处保护效果略差。正常情况下，焊后焊缝外观检查成型良好，无裂纹、未熔合、气孔、焊瘤等缺陷。

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