一、鈦及鈦合金(jin)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(xiu)鋼(gang)-鈦復合板復合方式大多(duo)采用爆(bao)炸(zha)法，其分類見(jian)表5-90，其力學性(xing)能(neng)見(jian)表5-91。
二、不銹鋼（或碳(tan)鋼）-鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合金的焊接性(xing)
不銹鋼（或碳鋼）與(yu)鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金(jin)焊(han)接時，焊(han)縫中(zhong)易形成(cheng)金(jin)屬間化合(he)物（TiFe、TiFe2等），焊(han)接接頭塑性急(ji)劇下降而脆性大大提高。
隨(sui)著(zhu)溫(wen)度的(de)升高，鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)吸氣(qi)（如氧、氫(qing)、氮）能力明顯提高。鈦(tai)從250℃開始吸收(shou)氫(qing)，從400℃開始吸收(shou)氧，從600℃開始吸收(shou)氮。焊(han)(han)(han)接(jie)區含有(you)大量的(de)空氣(qi)時，給鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金(jin)吸氣(qi)提供了(le)方便，在(zai)熔池(chi)凝固時，吸收(shou)的(de)氣(qi)體來不(bu)及全(quan)部(bu)逸出，殘(can)留在(zai)焊(han)(han)(han)縫內部(bu)的(de)氣(qi)體就形成(cheng)了(le)氣(qi)孔。所以，在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)環(huan)境中要使(shi)熔池(chi)和焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬始終處于惰性氣(qi)體保護中，避免形成(cheng)氣(qi)孔。
三、不銹鋼-鈦雙(shuang)金屬結構的焊接工(gong)藝
1. 不銹鋼(gang)與鈦及鈦合金(jin)雙金(jin)屬結構
鈦與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的鐵、鉻、鎳形成多種(zhong)(zhong)成分復(fu)雜的金(jin)屬(shu)間化(hua)合物，故用熔焊(han)方(fang)法無法實現這兩種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)。但鈦可(ke)以(yi)與鋯、鉿、鈮(ni)、鉭、釩等五種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)相互固溶，可(ke)以(yi)進行焊(han)接(jie)(jie)。而上述幾種(zhong)(zhong)材料都很貴重，所以(yi)過(guo)渡段(duan)(duan)中(zhong)用它們做成的過(guo)渡層很薄(bo)，例如，將一、二(er)種(zhong)(zhong)中(zhong)間金(jin)屬(shu)薄(bo)層軋制在鋼(gang)和鈦及其合金(jin)之(zhi)間（如鈦或(huo)鈦合金(jin)-釩-銅-碳鋼(gang)或(huo)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)），用電子束焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法將過(guo)渡段(duan)(duan)同不(bu)銹(xiu)鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈦及其合金(jin)進行焊(han)接(jie)(jie)，其示(shi)(shi)意圖如圖5-39所示(shi)(shi)。
2. 不銹鋼（或碳鋼）-鈦復合板的焊(han)接工藝
a. 不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦(tai)復(fu)合板(ban)的復(fu)層(ceng)(ceng)（鈦(tai)）厚度(du)一般(ban)為1.5～3.0mm，基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)的厚度(du)為8～20mm。鈦(tai)復(fu)層(ceng)(ceng)和(he)鋼(gang)(gang)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)之間(jian)如(ru)果不加(jia)入(ru)中間(jian)金屬層(ceng)(ceng)，經加(jia)熱(re)后會產(chan)生脆性層(ceng)(ceng)，使不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦(tai)復(fu)合板(ban)的層(ceng)(ceng)間(jian)結合強度(du)降低。因此，可在鈦(tai)復(fu)層(ceng)(ceng)與(yu)鋼(gang)(gang)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)之間(jian)加(jia)入(ru)V、Nb或者V＋Cu等中間(jian)合金層(ceng)(ceng)。
通(tong)過(guo)加(jia)(jia)入各(ge)種(zhong)中(zhong)間(jian)合金(jin)層(ceng)軋制的(de)(de)鋼-鈦復合板加(jia)(jia)熱后的(de)(de)抗拉強度見(jian)表(biao)5-92。從表(biao)中(zhong)可知，加(jia)(jia)入V作為中(zhong)間(jian)層(ceng)的(de)(de)效果最(zui)好(hao)。加(jia)(jia)雙金(jin)屬(shu)中(zhong)間(jian)層(ceng)(V+Cu或Nb+Cu)的(de)(de)結果并(bing)不好(hao)。因為Cu的(de)(de)熔點低(di)，會(hui)形(xing)成低(di)熔點共(gong)晶體(ti)，從而使不銹鋼（或碳鋼）-鈦復合板的(de)(de)焊(han)接工藝變(bian)得更復雜。
b. 不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）-鈦復合(he)板的焊接主要采用下列兩種(zhong)工(gong)藝：
第一種焊(han)接(jie)(jie)工藝是在(zai)焊(han)縫(feng)上(shang)加蓋板，對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)強(qiang)度性能(neng)主要(yao)靠基層鋼焊(han)縫(feng)來保證，而(er)加蓋板的(de)目的(de)是用來防(fang)止浸蝕性介質腐蝕焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)。在(zai)焊(han)縫(feng)和(he)蓋板之間填加的(de)填充材(cai)料，通常是Ag（Ag與Ti熔合得很好）或熔點較低的(de)銀釬料，也可以(yi)填充環氧(yang)樹(shu)脂型聚合物。加填充材(cai)料的(de)目的(de)是提高接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)耐(nai)蝕性。焊(han)縫(feng)如圖5-40a所示的(de)單面焊(han)，也可以(yi)是如圖5-40b所示雙面焊(han)。
第二種焊(han)接(jie)工(gong)藝是在(zai)鈦(tai)復(fu)層(ceng)的坡(po)口中鑲入(ru)一層(ceng)很薄的難熔金屬襯(chen)片如圖(tu)5-41b，選擇厚(hou)度(du)為0.1mm的鈮(ni)箔(bo)或鉬箔(bo)等。焊(han)接(jie)不銹(xiu)(xiu)鋼（或碳鋼）-鈦(tai)復(fu)合(he)板的復(fu)層(ceng)時，采用鎢(wu)(wu)極(ji)氬弧焊(han)，填加鈦(tai)焊(han)絲，鈦(tai)絲直徑取決于鈦(tai)復(fu)層(ceng)的厚(hou)度(du)及坡(po)口形(xing)式。鎢(wu)(wu)極(ji)電(dian)弧在(zai)鈦(tai)絲和(he)鎢(wu)(wu)極(ji)之間燃燒，不要使電(dian)弧直接(jie)作用在(zai)鈮(ni)箔(bo)上，焊(han)槍應沿著鈦(tai)絲移(yi)動，鈦(tai)絲熔化結晶即形(xing)成不銹(xiu)(xiu)鋼（或碳鋼）-鈦(tai)復(fu)合(he)板的焊(han)縫。這種焊(han)接(jie)工(gong)藝可(ke)以加蓋(gai)(gai)板，也(ye)可(ke)以不加蓋(gai)(gai)板。
因(yin)為鈮(ni)的(de)熔點高，鎢(wu)極電弧又(you)不(bu)直接(jie)作用(yong)在鈮(ni)箔上，所以只有(you)很(hen)少(shao)部分(fen)鈮(ni)被熔化。這樣防(fang)止了鋼與(yu)鈦的(de)相(xiang)互熔合，可以有(you)效地(di)防(fang)止界(jie)面處脆性相(xiang)的(de)形成。
