鈦合金在高溫下對氧特別敏感，不能接觸含氧氣氛,，因而鋼結構焊接中常用的焊條電弧焊和二氧化碳氣體保護焊不能用于鈦及鈦合金的焊接,。埋弧焊由于焊接熱輸入較大，在鈦合金焊接上也鮮有應用,。鈦及鈦合金常見焊接方法主要有鎢極惰性氣體保護焊（GTAW,，當采用氬氣作為保護氣時也稱為TIG），熔化極氣體保護電弧焊（GMAW,，當保護氣為惰性氣體時也稱MIG,，當保護氣中摻有活性氣體時也稱MAG，對于鈦及鈦合金而言,，保護氣不能摻雜活性氣體,，所以對于鈦及鈦合金熔化極氣體保護焊，就是指MIG）,，等離子弧焊（PAW）,，摩擦焊，真空擴散焊,，爆炸焊,，真空電子束焊（EBW），激光焊,。

鎢極惰性氣體保護電弧焊

鎢極惰性氣體保護焊由于操作簡單,，可達性好，焊接質量好,，無飛濺,，可全位置焊接，投入低,，在鈦合金焊接中使用最為廣泛,，缺點是焊接效率低。等離子弧焊與氬弧焊本質上相同,，屬于非熔化極氣體保護焊,，與鎢極惰性氣體保護焊的自由電弧不同，等離子弧焊的電弧是經過了機械壓縮,、熱壓縮和電磁壓縮而獲得的等離子弧,，挺度大,，穿透力強，可以不開坡口一次焊透10mm以上對接焊縫,，主要用于中厚板的I型坡口自動焊，大厚板也可通過開Y型坡口進行鈍邊的打底焊,，與鎢極惰性氣體保護焊相比,，焊接效率大大提高，不過通常用于規(guī)則長焊縫,，如板材對接縫或筒體縱環(huán)縫等平焊或立焊位置的自動焊,。

等離子弧焊原理圖

激光焊和真空電子束焊都屬于高能束焊接，焊縫深寬比大,，尤其是電子束焊接,，深寬比可達20:1以上。電子束焊接可以實現(xiàn)小能量精密焊,，但主要用于大厚件的焊接,，由于是真空環(huán)境，從根本上避免了鈦合金焊縫氧化及出現(xiàn)氣孔的可能,。激光焊更多的是用于薄壁材料的焊接,。兩種焊接方法都可以獲得高質量焊縫，焊接效率高,，焊接變形非常小,，缺點是設備投入大。

“奮斗者”號載人潛水器鈦合金載人艙赤道縫采用真空電子束焊接工藝完成

摩擦焊和真空擴散焊都屬于固相焊,，其中摩擦焊又包括旋轉摩擦焊,、線型摩擦焊、攪拌摩擦焊等,，在特定結構件上也有較廣泛應用,，尤其是在航空航天領域精密件上用得較多。爆炸焊在鈦合金領域主要是用來制作復合板,，如鈦鋼復合板,，鈦鋁復合板等，在艦船領域和化工領域應用較為常見,，可以實現(xiàn)不好直接相焊的兩種構件連接中間結構,。

熔化極氣體保護焊在鋼結構焊接中應用特別廣泛，該焊接方法是采用自動送進的焊絲作為熔化電極,，屬于半自動焊范疇,，操作也較為簡單，搭配機器人時即可實現(xiàn)自動焊,，可達性也較好,，除仰焊位置外幾乎都可以焊接,，當采用短路過渡短弧焊時甚至也可以實現(xiàn)仰焊位置焊接。與鎢極惰性氣體保護焊相比,，其焊接效率要高得多,，甚至可以達到10倍以上，單位焊縫熱輸入低,，焊接變形小,，因而在焊接量較大的場合，通常是首選,。但是在鈦及鈦合金領域,，熔化其氣體保護焊用的還不是十分普遍。

熔化極氣體保護電弧焊系統(tǒng)原理圖

首先是該種焊接工藝本身對焊接電源及控制系統(tǒng)要求就比較高,。為了實現(xiàn)較好的焊縫成型,，降低氣孔、飛濺等,，需要精確的控制熔滴過渡,，為了達到較好的焊接效果，需要針對不同種類材料專門開發(fā)相應焊接程序,。由于鈦合金焊接市場與碳鋼,、合金鋼、不銹鋼,、鋁合金等相比小得多,，而且工藝開發(fā)難度較大，投入產出比低,，愿意投入精力去做鈦工藝開發(fā)的設備廠家本就不多,，市場上現(xiàn)有焊接設備很少有專門針對鈦及鈦合金的焊接程序。而開發(fā)的焊接碳鋼,、不銹鋼,、鋁合金、銅合金等焊接程序直接用于鈦及鈦合金的焊接效果不好,，無法直接調用,。

鈦合金TIG焊

鈦合金MIG焊縫

其次是鈦合金材料物理特性決定的。鈦及鈦合金的焊接本身就是個精細活,，對人機料法環(huán)等要求本身就高,，為了保證焊接質量，有系統(tǒng)性的焊接工藝要求,。拋開專用焊接程序不說,，本身采用MIG焊焊鈦難度就比較大。另外,，鈦高溫下熔池表面張力大,，潤濕性較差,，不容易鋪展開，焊縫成型相對較差,，熔深也較淺,，對焊工的操作要求也較高，培養(yǎng)一個鈦合金MIG焊工成本高,，愿意去維系鈦合金MIG焊焊工體系的廠家也少,。奧地利福尼斯公司在鈦合金MIG焊領域做的相對較好。

福尼斯熔化極氣體保護電弧焊代表焊接設備及面板

總體來看,，鈦合金MIG焊在市場上還不是十分普遍，但是由于該種焊接工藝本身優(yōu)勢特別多,，對于潛在應用量比較大的制造廠,，還是有必要投入人力物力去開發(fā)焊接工藝和積累技術儲備。國內洛陽船舶材料研究所在鈦合金MIG焊領域深耕多年,，技術積累和工程經驗較為豐富,，處于國內領先水平。