钛合金焊接被称为金属焊接领域的“顶级手术”。这种金属在高温下对外界环境的敏感度超乎想象，需要采取极为严格的保护措施。

为什么钛合金焊接不能采用常见的气焊、焊条电弧焊或常规气体保护焊？答案隐藏在这种金属的特殊化学特性中。

01 化学活性强，高温下的脆弱时刻

钛在常温下相对稳定，表面有一层致密氧化膜，能抵抗一般腐蚀。但一旦温度升高，它的“化学活性”便暴露无遗。

当温度超过400℃时，钛开始大量吸收氧气；600℃以上则快速吸收氮气；就连氢气的吸收也从200℃就开始了。这些气体杂质一旦侵入钛的内部晶格，就会引起晶格畸变，导致材料塑性降低，冲击韧性急剧下降。

焊接过程温度高达5000-10000℃，此时钛与氧、氮、氢的反应速度极快。氧的侵入会使钛晶格畸变，增加强度和硬度，却降低塑性和韧性；氮的侵入同样导致晶格畸变，增加变形抗力；而氢的侵入则直接导致焊缝金属冲击韧性急剧下降。

02 常规焊接方法，为何不适用于钛合金？

钛合金焊接禁止采用焊条电弧焊、氧乙炔气焊、CO2焊等常见焊接方式。这主要由钛的高温特性决定。

气焊（氧乙炔焊）在焊接过程中无法避免火焰中的氢氧元素，且无法有效保护高温区域，会导致钛合金严重污染。

焊条电弧焊的药皮保护不足，且焊接过程中产生的烟雾和气体无法提供钛合金所需的高纯度保护环境。

常规气体保护焊（如CO2焊）使用的CO2气体本身就会与钛发生反应，导致焊缝污染。

即使是氩弧焊，也必须是专门优化的工艺，使用高纯度氩气（纯度不低于99.99%），并配备特殊的保护装置。

03 完美焊接，钛合金的保护之道

钛合金焊接的核心在于“全面保护”，确保焊缝和热影响区在400℃以上的任何区域都得到有效保护。

保护气体必须使用高纯度氩气（纯度≥99.99%），露点在-40℃以下，杂质总质量分数小于0.001%。

保护范围需覆盖电弧区、熔池及所有温度超过400℃的区域，包括正面和背面。这意味着需要使用带有拖罩的特殊焊枪，并对焊缝背面进行额外保护。

温度控制同样关键。焊后需持续通氩气保护，直至焊缝及热影响区金属冷却到350℃以下，才能移开焊枪。

04 质量判定，从颜色看焊缝品质

钛合金焊接的质量可以通过焊缝和热影响区的表面颜色直观判断。

银白色或淡黄色表示保护良好，焊缝质量合格。

深黄色或金紫色在某些情况下可接受，但对于一级焊缝仍不理想。

深蓝色则表示保护不足，焊缝已被严重氧化，必须返工重焊。

这种颜色判断法为焊接操作人员提供了直观的质量反馈，确保能及时发现保护不足的情况。

焊接完成后，检验人员会仔细检查焊缝颜色。银白色的焊缝标志着操作成功，而任何蓝色或灰色都意味着保护措施存在漏洞，需要调整工艺参数或检查保护气体系统。

航空航天领域焊接钛合金构件时，常用纯度99.99%的氩气作为保护气体，流量控制在15-25L/min，确保保护区域的气体纯度在99.9%以上。只有如此严格的标准，才能避免氧化脆化，确保焊缝强度达到母材的90%以上。