钛材及其焊接
钛合金焊接方法
钛合金焊接方法
钛合金焊接是一种关键的工艺，通常需要采用适当的方法来实现良好的焊接质量和强度。
下面将介绍几种常见的钛合金焊接方法：
1. 氩弧焊（TIG焊接）：氩弧焊是一种常用的钛合金焊接方法。
在焊接过程中，使用惰性气体（如氩气）作为保护气体，以防止钛合金受到氧气和氮气的污染，从而保证焊缝的质量。
2. 焊丝电阻焊接：这种焊接方法适用于较薄的钛合金板材。
在焊接过程中，将焊丝夹紧在焊件之间，然后通过施加电流加热焊丝，使其熔化并与焊件形成焊缝。
3. 电弧气体保护焊（MIG/MAG焊接）：电弧气体保护焊是一
种快速且高效的焊接方法，常被用于焊接较大的钛合金构件。
在焊接过程中，焊枪会同时供应熔化的焊丝和保护气体，以防止氧气和氮气的污染。
4. 激光焊接：激光焊接是一种高精度的钛合金焊接方法，适用于较薄的构件或对焊接质量有高要求的应用。
在焊接过程中，激光束会高度集中地熔化焊缝的材料，从而实现焊接的目的。
在选择合适的焊接方法时，需要考虑钛合金的特性、焊接质量要求、成本等因素，并根据具体情况进行选择。
同时，在进行钛合金焊接时，需要严格控制焊接参数、保证焊接设备的稳定性和操作人员的技术水平，以确保焊接质量和安全性。
钛及钛合金焊接工艺分析
钛及钛合金焊接工艺分析简介钛及钛合金因其高强度、低密度、优异的抗腐蚀性能被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
而钛及钛合金的加工难度也因此增加，特别是焊接工艺。
所以，本文将从钛及钛合金的物理特性和化学特性出发，结合常见的钛及钛合金焊接工艺进行分析和总结。
钛及钛合金焊接的物理特性和化学特性物理特性•高熔点：钛的熔点为1668℃，是常见金属中的较高值，高于铁、镍、铜、铝等大多数金属。
•低热导率和热容：钛的热导率和热容都比较低，导致热输入时钛材料温度变化较小，且热输入冷却时间长。
•高线膨胀系数：钛的线膨胀系数高于常见金属，故焊接时应注意热输入焊缝后产生的应力和变形。
•利用率低：钛粉末的比表面积大、氧化能力强，因此在加工过程中容易吸附空气中的氧、氮等气体，形成氧化物，会降低钛粉末的利用率。
•易吸气：在高温下钛及钛合金易吸氧气、氮气、水蒸气等气体，从而会在焊接时造成钛材料的氧化。
•易反应：钛与许多元素及化合物很容易发生化学反应。
例如，钛会与氧、氮、碳、硫、氢、氟等元素發生反应，在焊接时会对焊接区域造成不良影响。
•局部氧化：钛属于活泼向氧化物反应的金属，局部氧化的钛容易发生熔池中的气泡、夹杂、气孔及非金属夹杂物等缺陷，影响焊接质量。
•低松散度：钛及钛合金的密度相对其它金属偏低，故焊接后的焊缝内部板层松散较大，且没有弹性。
常见的钛及钛合金焊接工艺等离子弧焊等离子弧焊是常见的钛及钛合金焊接工艺之一。
该焊接工艺的原理是利用高温等离子体对钛材料表面进行加热并进行加压使之焊接。
等离子弧焊的优点是加热速度快且对钛材料氧化小，但缺点是容易影响焊接材料的附着力。
TIG焊TIG焊（Gas Tungsten Arc Welding）是一种适用于钛以及大多数合金的高质量焊接工艺。
其原理是使用钨极电弧加热钛及钛合金，并通过加入惰性气体形成保护层以保护熔融区域。
该焊接工艺的优点是焊缝质量好，但脆性松散等问题也延长了焊接时间。
离子束焊是采用高速离子束照射工艺对钛及钛合金进行组装或焊接。
钛及钛合金焊接指南
钛及钛合金焊接指南钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接；广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。
(1)杂质污染引起的脆化由于钛的化学活性大，在焊接热循环的作用下，焊接熔池及高于350℃的焊缝金属和热影响区极易与空气中的氢、氧、氮及焊件、焊丝上的油污、水分等发生反应。
钛在300C以上快速吸氢，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮，含碳量较多时，会出现网状TiC脆性相。
以上情况使钛及钛合金焊接接头塑性、韧性急剧降低导致焊接接头的性能变坏。
钛表面生成氧化膜的颜色与生产温度有关。
在200℃以下为银白色、300C时为淡黄色400C时为金黄色、500C和600℃时为蓝色和紫色，700 ~900℃为深浅不同的灰色。
可根据表面生成氧化膜的颜色来判断焊接过程未保护区的温度。
(2)焊接相变引起的性能变坏有两种同素异构的晶体结构，882C以上到熔点为体心立方晶格，叫β钛，882C以下为密排六方晶格，叫αo容器用钛中含β稳定元素很少，都是a铁合金。
这些钛在焊接高温下，焊缝及部分热影响区为β晶格，有晶粒急剧长大的倾向。
钛又具有熔点高、比热容大、热导率低等特性，因此焊接时高温停留时间较长约为钢的3~4倍，高温热影响区较宽，使焊缝和高温热影响区的β晶粒长大明显，会使焊接接头的塑性下降较多，因而钛焊接时，通常应采用较小的焊接热输入和较快的冷却速度以减少高温停留时间，减少晶粒长大的程度，缩小高温热影响区，减少塑性下降的影响。
(3)焊接区需采用惰性气体保护在高温下和空气中氧的亲和力非常强，在200℃以上的区域必须采用惰性气体保护，以避免氧化。
钛的弹性模量仅为碳钢的一半，在同样的焊接应力下，钛的焊接变形量会比碳钢大1倍。
因此焊接钛时，一般应用垫板及压板压紧工件，以减小焊接变形量。
(5)易产生气孔气孔是钦焊缝中常见的缺陷。
钛焊接中产生的气孔主要是氢气孔，也有CO气体形成的气孔。
钛及其合金的焊接
钛的物理性能
纯钛是一 种银白色金属882.5℃以下它具有密集六方结构（相）， 高于此温度，发生同素异构转变，成为体心立方结构（相）。Ti 882.5℃ -Ti 钛与氧的化学亲合力强，甚至在室温下其清洁的表面也会迅速地 形成稳定而坚韧的氧化层这种行为产生自然钝化，因而钛具有良 好的耐盐、耐氧化性酸和无机酸腐蚀性能。 在退火状态下工业纯钛的抗拉强度为350～700MPa，伸长率为 20～30％，冷弯角80o～130o具有良好的低温性能。 钛的热膨胀系数和导热率小，具有良好的焊接性。
钛及其合金 焊接工艺
保护：温度高于260 ℃区域必须保护，方法有加尾拖和背部气体保 护；高纯度的惰性气体罩；真空度大于1.33X10-2Pa。
焊后热处理
完全退火适用于钛和稳定的钛合金，消除应力和保证较高的强度和 塑性。t<1.5mm，保温15min；1.6～2.0mm，保温20min；2.1～ 6mm，保温25min；6～20mm，保温60min；20～50mm，保温 120min。真空或氩气中退火。 + 钛合金要严格控制冷却速度，冷却到一定温度再空冷或分段退火。 不完全退火：主要消除应力。 淬火+时效处理：对简单的钛合金压力容器，可以使用焊后水淬再加 时效处理的方法（时效温度<500℃）保证焊接件的综合力学性能。 时效处理：焊件焊前淬火，焊后时效，保证母材强度。许多钛合金在 焊件热循环的作用下产生局部淬火作用。例如TC4，500 ℃，4h； 600 ℃，2h。
钛及其合金 的焊接性
气体等杂质污染而引起焊接接头脆化： 常温下，钛及其合金比较稳定，随着稳定的升高，钛及其合金系数氧、 氮及氢的能力也随之上升。 ①氧的影响：从400℃开始吸氧， 600℃快速吸氧，氧以间隙固溶体 的形式存在，晶格畸变固溶强化，导致钛及其合金强度提高、塑性 韧性下降。焊缝含氧量随保护气体中的氧含量增加而直线上升。在 钛中最大固溶量为14.5％。在钛中最大固溶量为1.8％。含氧量 越高固溶强化越严重。 氧会导致钛合金氧化，钛是一种活性元素，当钛及其合金表面为 银白色和浅黄色时钛合金几乎未发生氧化；当钛及其合金表面为青 灰色是中度氧化；为黑色和出现白色粉末时是严重氧化。
钛材焊接问题分析报告
钛材焊接问题分析报告
钛材焊接问题分析报告
一、问题描述
钛材是一种常见的轻质金属，广泛应用于航空、航天、化工等行业。
然而，钛材的焊接过程中存在一些问题，如气孔、裂纹、氧化等。
本文将对这些问题进行分析并提出解决方案。
二、问题分析
1. 气孔问题：气孔是钛材焊接中常见的质量问题，严重影响焊缝强度和密封性。
气孔产生的原因主要有焊材含氧量高、焊接区域气氛不好以及焊接过程中温度不稳定等。
2. 裂纹问题：裂纹是钛材焊接中的另一个常见问题，会降低焊缝强度和密封性。
裂纹的产生原因主要有焊接时产生的焊接残余应力以及材料的高熔点和热膨胀系数不均等。
3. 氧化问题：钛材焊接过程中容易与氧气反应生成氧化物，影响焊缝的质量。
氧化问题的产生主要与焊接区域的氧气含量高以及焊接温度过高等因素有关。
三、解决方案
1. 控制焊材含氧量：选择低含氧量的焊材，可以减少气孔问题的发生。
此外，在焊接过程中要保持焊接区域的气氛良好，避免氧气的侵入。
2. 控制焊接温度：稳定焊接温度对于减少气孔和裂纹问题具有
重要作用。
采用适当的焊接参数，控制焊接温度的上升速度，避免温度突变，有助于减少气孔和裂纹的产生。
3. 加强预热和后热处理：预热可以减少焊接残余应力，降低裂纹的发生概率。
合理的后热处理可以消除焊接区域的氧化问题，提高焊缝质量。
四、结论
钛材焊接问题的发生与多种因素有关，包括焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等。
通过选择合适的焊材、控制焊接温度、加强预热和后热处理等方法，可以有效解决气孔、裂纹和氧化等问题，提高钛材焊接的质量和可靠性。
钛及钛合金的焊接工艺
钛及钛合金的焊接工艺一、常用钛及钛合金及其分类钛是一种活性金属，常温下能与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。
钛及钛合金的最大优点是比强度大，综合性能优越。
钛合金首先在航空工业中得到应用，钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能；在化工、海水淡化、电站冷凝器等方面成功应用。
钛及钛合金按其退火态的组织分为α钛合金、β钛合金、α＋β钛合金三类，分别用TA、TB和TC表示。
在压力容器制作中，牌号为TA2的工业纯钛使用居多，使用状态一般为退火态。
二、钛及钛合金的焊接性1、间隙元素沾污引起脆化由于钛的活性强，高温下钛与氧、氮、氢反应速度很快。
氧和氮固溶于钛中，使钛晶格畸变，强度硬度增加，塑性韧性降低；而氢含量增加，焊缝金属的冲击韧性急剧降低，塑性下降较少；碳以间隙形式固溶于钛中，使强度提高，塑性下降，作用不如氮、氧显著，但碳量超过溶解度时，易于引起裂纹，因此钛及钛合金焊接时必须进行有效的保护。
2、焊接相变引起的性能变化对于常用的工业纯钛，其组织为α合金，这类合金的焊接性最好。
在用钨极氩弧焊填加同质焊丝或不加焊丝，在保护良好的条件下焊接接头强度可与母材等强度，接头塑性较差。
焊接接头塑性降低的主要原因有：①焊缝为铸造组织，它比轧制状态塑性低；②焊接时由于导热性差、比热小、高温停留时间长、冷却速度慢，易形成粗晶；③若采用加速冷却，又易产生针状α组织，也会使塑性下降。
3、裂纹由于钛及钛合金中杂质很少，因此很少出现热裂纹，只有当焊丝或母材质量有问题时才可能产生热裂纹。
由氢引起的冷裂纹是钛合金焊接时应注意防止的，例如选用氢含量低的焊接材料和母材，注意焊前清理，在可能的条件下，焊后进行真空去氢处理等。
4、气孔气孔是钛及钛合金焊接时最常见的焊接缺陷。
在焊接热输入较大时，气孔一般位于熔合线附近；而焊接热输入较小时，气孔则位于焊缝中部。
气孔主要降低焊接接头的疲劳强度，能使疲劳强度降低一半甚至四分之三。
影响气孔的主要因素是焊丝和坡口表面的清洁度，焊丝表面的润滑剂、打磨时残留在坡口表面的磨粒、薄板剪切时形成的粗糙的端面等等都可能使焊缝产生气孔。
钛及钛合金的焊接性
焊接变形
钛的弹性模量比不锈钢小，在同样的焊接应力条件下
钛及钛合金的焊接变形是不锈钢的1倍，因此焊接时应 该采用垫板和压板将待焊工件压紧，以减小焊接变形。 此外，垫板和压板还可以传导焊接区的热量，缩短焊 接区的高温停留时间，减小焊缝的氧化。
氧和氮造成的脆化氧、氮圴是a稳定元素，氧在a铁、钛中的最 大溶解度分别为14.5％原子，和1.8％原子，氮则分别为7％原 子和2％原子。钛与氧在600℃以上发生强烈的作用。当温度 高于800℃时，氧化膜开始向钛中溶解扩散，氮则在700℃以 上与钛发生强烈作用，形成脆硬的TiN。氧、氮在高温的α钛、 β钛中都容易形成间隙熔体，造成钛的晶格严重畸变，从而使 其强度，硬度提高，但塑性、韧性显著降低，而且氮与钛形 成的固溶体造成晶格畸变较氧更加严重。因此，氮更剧烈地 提高钛的强度和硬度，降低钛的塑性。金属薄板的塑性可以 用R/δ（板材弯曲半径与厚度之比）的比值表示。焊缝中氮或 氧含量对接头强度、弯曲塑性的影响。采用氩弧焊和等离子 弧焊接钛及钛合金时，如果氩气纯度达不到要求或焊缝热影 响区的保护不好、焊缝连接将随氩气中氧、氮和空气含量的 增加而硬度提高，氩气中氧、氮和空气量对工业纯钛焊缝硬 度的影响。
Байду номын сангаас
焊接接头的脆化
在钛及钛合金焊接时，为保护焊缝及热影响区免受空
气的污染，通常釆用高纯度的惰性气体或无氧氟—氯 化物焊剂。釆用无氧氟—氯化物焊剂进行焊缝时，熔 渣和金属发生化学反应；由于氟化物在液态金属中不 溶解，所以焊缝金属冷却后不会形成非金属夹杂，但 焊剂中一些元素可能入熔池。
焊接接头的脆化
有机物质；严格限制原材料中氢，氧、氮等杂物气 体的含量；焊前对焊丝进行真空去氢处理来改善焊 丝的含氢量和表面状态。
钛合金焊接安全要求有哪些
钛合金焊接安全要求有哪些随着钛合金在航空、航天、医疗等领域广泛应用，钛合金的焊接也相应得到了广泛应用。
但是，钛合金焊接过程中伴随着一定的安全风险，需要注意钛合金焊接安全要求，以防事故发生。
1.了解钛合金的物理性质了解钛合金的物理性质是保证钛合金焊接安全的前提，钛合金焊接需要根据不同材质来确定适当的焊接参数。
钛合金具有以下物理性质：•低密度高强度；•耐腐蚀、抗磨损；•低热导率、高热膨胀系数。
在焊接过程中，需要根据这些物理性质来确定最佳参数，避免出现问题。
2.使用合适的个人防护装备焊接时产生的光弧能量会带来一些风险，需要穿戴合适的个人防护装备，包括：•抗紫外线面具；•抗紫外线手套；•抗紫外线安全镜；•焊接服；•特殊鞋子。
个人防护装备的穿戴可以有效降低受伤风险，对人身安全起到保护作用。
3.控制光弧钛合金的焊接是一项高风险的工作，因为它需要使用极强的光弧，能够导致面部和眼睛的伤害。
一定要保持光弧在工件上的位置非常准确，同时要控制光弧的大小和温度。
当焊接完成后，一定要进行冷却，以确保焊接区域的温度不再过高。
4.对危险区域进行标识通过对工作场所的区域进行分类和标识，可以寻找事故发生的可能性，并采取必要的措施来降低风险。
标识危险区域能够让那些有可能进入危险区域的人员保持警觉，以防事故的发生。
5.避免将表面材料暴露到氧化气体钛合金表面与氧化气体接触会导致气体与表面材料发生反应，加重了钛合金的腐蚀。
这种反应还会产生热、闪光和爆炸，因此要特别注意，避免将表面材料暴露到氧化气体中。
6.备份计划在任何情况下，在进行钛合金焊接工作之前，都要预先计划和准备好备份计划，以便提供必要的支援和保护措施。
由于钛合金焊接是高风险的工作，所以必须做好应急准备工作，以便在出现危险情况时采取必要的措施。
结论在钛合金焊接过程中，一定要时刻关注安全风险，采取必要的安全措施，保护自身安全。
从了解钛合金的物理性质到备份计划，都是非常关键的安全要求。
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钛材及其焊接引言随着国民经济的发展，钛作为一种新型的防腐材料，由于塑性韧性好、耐腐蚀和易于成型等优点，用其制造的各种压力容器、加热器、反应釜和特殊设备已在许多行业中得到了广泛地应用，而且我国钛资源丰富，钛及钛合金在我国很有发展前途。
但由于钛材具有熔点高，热容大，导热性差以及化学活性高等特殊性质，它的焊接技术远不及钢材焊接普及，在操作保护措施、工艺规范和操作要求方面要比钢焊接复杂严格。
一、基本知识1、钛的化学成分、组织及力学性能及焊接性钛具有金属光泽，外表与钢很相似，熔点为1668℃，密度为4.51克/立方厘米，无磁性。
钛在高温和低温下都具有良好的性能，例如铝在150℃，不锈钢在310℃时就会失去原有的性能，而钛在550℃时，性能还保持不变。
钛在超低温下（例如-253℃）也能保持良好的性能。
利用钛制作的零部件，可以使结构重量减轻。
1.1钛的物理性能下表列出了钛的基本物理性能，这些特性在研究焊接工艺时是需要充分掌握的，为了进行比较，表内同时列出了机械工业常用的铁、铝、铜的物理性能。
从表1数据中可以看出，钛的比重较小，约为铁的一半，所以钛属于一种轻金属。
钛的熔点和沸点很高，钛的比热介于铝和铁之间。
由于钛的导热系数是铁的四分之一，是铝的十三分之一，所以，与钢材焊接时相比，钛材焊接时能量损失较小。
钛在海水以及潮湿环境中均有良好的抗腐蚀性。
钛的良好的抗腐蚀性，由于在其表面上形成了钝化层，这种钝化层可牢固地和基本金属联系在一起，从而防止金属表面和电解质直接接触。
因为氧通过氧化膜的扩散速度很小，所以氧化膜保护金属，防止继续氧化。
综上所述，钛及钛合金具有强度高、塑性好、比重轻、熔点高、抗腐蚀性能好等优点。
下表中分别描述了钛的相关性能参数：1.3.1工业纯钛（TA2）的焊接性钛及钛合金的焊接具有许多显著的特点，这些特点是由钛及钛合金的物理性能所决定的。
工业纯钛（TA2）的焊接性较好，在常温下，钛（TA2）是比较稳定的，但试验表明，随着温度的升高，钛（TA2）吸收氧、氮及氢的能力也随之明显上升，具相关资料介绍，钛（TA2）从250℃开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，而空气中含有大量氮和氧，因此，在进行钛（TA2）焊接时采用焊接不锈钢或铝及其合金的气保护焊的焊枪结构及工艺是不足以保证焊接接头质量的，因为这种焊枪结构所形成的气保护层只能保护好焊接熔池不受空气的有害作用，而对已凝固而尚处于高温状态的焊缝及其附近高温区域则无保护作用，因为处于这种状态的钛（TA2）焊缝及其附近区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力，势必引起焊缝变脆而使塑性严重下降。
有资料介绍，钛（TA2）焊接时，随焊缝含氧量上升，焊缝的抗拉强度及硬度明显增加，而焊缝塑性显著下降，也就是说焊缝会因氧的污染而变脆。
在工业纯钛（TA2）焊接时，为保证焊缝有足够的塑性，防止氧污染脆化，一般认为最高允许含氧量为0.15％，焊缝含氧量在0.3％以上时，可能会由于焊缝变脆而发生裂纹。
氮对提高工业纯钛（TA2）焊缝的抗拉强度、硬度，降低焊缝的塑性性能比氧更为显著，也就是说氮的污染脆化作用比氧更为强烈，有资料认为工业纯钛（TA2）焊接时，焊缝最高允许含氮量为0.05％。
焊缝含氢量对工业纯钛（TA2）焊缝冲击性能的影响最为显著，会使焊缝冲击韧度显著降低，而对抗拉强度的提高及塑性的降低的作用不很显著，焊接工业纯钛（TA2）时，焊缝含氢量一般控制在0.015％以下。
综上所述，钛的焊接特点有：（1）钛的化学活性大，不仅在熔化状态，即使是在400℃以上的高温固态下，也极易被空气、水分、油脂等污染，吸收氧、氮、氢、碳等杂质，使焊接接头的塑性和韧性显著降低，并易引起气孔。
因此，焊接时对熔池、焊缝及温度超过400℃的热影响区都要加以妥善保护。
焊接时评定钛氩气保护效果的好坏，最简单的方法是利用目视确定焊缝表面上的颜色，如果焊接接头保护良好，没有氧化，则焊缝和热影响区的金属表面呈银白色光泽；当该区呈其它颜色时，即所谓有一层非常薄的表面覆盖薄膜时，这时的焊接接头的冷弯性能有很大的差别。
下图为不同的焊缝和热影响区的表面颜色，其中银白色的焊缝保护状况最好，淡黄色的焊缝保护状况尚好，深蓝色的焊缝保护状况较差，灰色的焊缝保护状况差。
银白色淡黄色深蓝灰色（2）钛的熔化温度高、热容量大、电阻系数大、热导率比铝、铁等金属低得多。
上述物理特性使钛的焊接熔池具有更高的温度、较大的熔池尺寸，热影响区金属在高温下的停留时间长，因此，易引起焊接接头的过热倾向，使晶粒变得十分粗大，接头的塑性显著降低。
故在选择焊接规范时，应尽量保证焊接接头（特别是热影响区金属）既不过热，又不产生淬硬组织，一般采用小电流、高焊速的焊接规范。
（3）钛的纵向弹性模数比不锈钢小（约为不锈钢的50％），在同样的焊接应力作用下，钛的焊接变形量比不锈钢约大一倍，因此焊接时宜采用垫板和压板将焊件压紧，以减少焊接变形量，此外，尚可起到加强焊缝的冷却效果。
（4）焊缝有形成气孔的倾向，气孔是最常见的缺陷，它占钛整个焊接缺陷的70％以上，原则上气孔可以分为两类，即焊缝中部气孔和熔合线气孔。
气孔的影响主要在于降低焊接接头疲劳强度，能使疲劳强度降低一半甚至3/4。
在一般情况下，金属中溶解的氢不是产生气孔的主要原因，焊丝和坡口表面的清洁度则是影响气孔的最主要因素，在拉丝时粘附在焊丝表面的润滑剂是引起气孔的重要原因。
打磨时残留在坡口表面的磨粒以及擦拭坡口时的残留物都会引起气孔。
尽管国内外对气孔进行了大量的研究，在焊接过程中常采用多种预防措施，但是气孔仍不能完全避免，往往根据工作需要对气孔尺寸、数量和分布等加以限制：一是材料及表面处理，保护气使用一级氩气，纯度为99.99%以上；焊件表面，特别是对接端面状态非常重要，对接端面如果不能进行机械处理，最好临焊前进行酸洗。
二是增加熔池停留时间便于气泡逸出，可有效地减少气孔。
三是采用焊丝距熔池一定高度导入，使焊丝熔化后不直接进入熔池，而是在电弧区下落，起到熔滴净化去气作用，可明显减少气孔。
1.3.2焊缝和焊接热影响工业纯钛焊缝和热影响区为锯齿状α和针状α组织。
如图2所示。
（1）焊缝（2）热影响区图2 工业纯钛焊缝和热影响区组织这类合金的焊接性在所有钛合金中为最好，用钨极氩弧焊加同质焊丝或不填加焊丝，在保护良好的条件下焊接接头强度系数接近100%，而接头塑性稍差。
焊接接头塑性降低的主要原因在于：（1）为铸造组织，它比轧制状态塑性低。
（2）粗晶。
（3）焊接时若加快冷却，容易产生针状组织，对接头塑性也不利。
冷速以10~200℃/S较好，太快时针状α太多，太慢时过热严重，都会使塑性降低。
二、焊接程序1、焊前清理钛复层（TA2）的焊前清理非常重要，由于其清理的不细致引起污染的钛材、钛焊丝被使用，其危害是致命的。
钛-钢复合钢板中钛复层（TA2）焊接时，焊前应对钛盖板及钛焊丝进行化学清洗，酸溶液用HNO3、HF、H2O混合配制，清洗后必须用清水冲净，然后烘干，即可使用，若暂时不用的应妥善保管，以免造成新的污染。
配制方式及清洗制度见下表4：施焊前，对于钛材再用洁净白布蘸丙酮擦洗。
复层钛（TA2）清理范围距离焊边至少40mm，焊件清理后要尽快施焊。
清理干净的焊丝和焊件，不应用手触摸，焊前严禁沾污，否则应重新清理。
焊接坡口不能沾污，为提高焊接冶金质量，临焊前用刮刀刮削坡口端面，用不锈钢丝刷清理钛复层至少40mm。
2、装配钛条装配时不能用铁器敲打焊件，应采用铜锤或铝锤敲击焊件，避免产生凹坑和铁污染。
钛条装焊时所用的工具都应用丙酮或酒精清除灰尘、油脂等污物，且这些工具不能与钢结构焊接所用的工具混用。
焊工和装配钳工应戴洁净的白手套，穿洁净的工作服。
3、焊接材料焊接钛（TA2）应采用高纯度的氩气进行焊接，其纯度不应低于99.99％（一级纯氩）。
钨的熔点（3410℃）及沸点（5900℃）都很高，常用的有纯钨极、钍钨极和铈钨极三种，由于铈钨极更易引弧，更小的钨极损耗，放射性剂量也低得多，一般推荐使用。
钛焊丝严格按JB/T4745-2002标准采购焊丝并加强复验。
一般来说，工业纯钛焊接时，填充金属与母材的标称成分相同。
填充丝直径1~3mm，因为具有较大的表面积/体积比，如果焊丝表面稍沾污，焊缝可能被严重污染。
对于厚度大于1.0mm的焊件来说，喷嘴已不足以保护焊缝和近缝区高温金属，一般需附加拖罩，拖罩宽25~60mm，手工焊拖罩长40~100mm，为了便于操作，喷嘴和拖罩可做成一体，视焊件厚度而定，薄的焊件拖罩短些，厚的拖罩则要长些。
焊接直缝用平的拖罩，环缝用弧形拖罩，其结构示意图如下图所示。
氩气由进气管进入分布管，分布管靠近进气的一侧钻有直径0.8~1.0mm小孔，孔距10mm左右。
氩气经不锈钢网或多孔板进入保护区，多孔板厚0.8~1.0mm，孔径1.0mm，孔距8~10mm。
不锈钢网或多孔板起到类似气筛作用。
网或多孔板到焊件的距离10~20mm，以保证保护效果。
应注意保护焊缝背面，钛密度小，熔池表面张力大，焊漏的可能性比钢小，只要保护良好，容易获得良好的背面焊缝成形。
在多数情况下，背面保护可以采用类似拖罩的结构。
为加强冷却可采用纯铜背面垫板，垫板有凹槽，槽深2mm左右，宽3~8mm，视板厚而定，槽下有通气孔，孔径1.0mm，孔距10mm，通氩气以实现背面保护。
焊接拖罩结构示意图例有年产24万吨尿素设备中的CO2汽提塔在高温、高压和腐蚀条件下工作，衬里材料为TA1工业纯钛，厚5mm和10mm。
采用自动等离子弧焊进行焊接。
采用水冷保护滑块进行后拖保护，其优点是冷却效果好，可缩短高温停留时间，和提高保护效果，氩气用量还能比一般拖罩节省40%。
4、焊接方法钛材一般采用钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊的方法进行焊接，其中钨极氩弧焊一般用于薄板焊接，手工钨极氩弧焊采用了氩气保护，合金元素基本没有烧损，焊缝结晶组织较细，热影响区最窄，接头性能好。
钨极氩弧焊分为敞开式焊接和箱内焊接，它们又各自分为手工焊和自动焊。
敞开式焊接即普通氩弧焊，它靠焊炬喷嘴、拖罩和背面保护装置通以适当流量的氩或氩氦混合气，将焊接高温区与空气隔开，以防空气沾污焊接高温区。
钨极氩弧焊具有以下优点：①氩气能有效地隔绝周围空气，它本身又不溶于金属，不和金属反应，钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用，因此，可成功地焊接易氧化、氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。
②钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板、超薄板材料焊接。
③热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接。
④由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。
钨极氩弧焊也具有以下缺点：①熔深浅，熔敷速度小，生产效率较低。