钛及其合金的电阻焊技术

一，概述

钛及其合金属于有色金属，归轻金属类，其特点是：①比重小4.5g/cm³。②比强度高218~305（抗拉强度/密度）。热导率低（常温）15w/（m•K）。③电阻率高（常温）42.1×10－6Ω。.熔点高1668℃。④线膨胀系数小（常温）8.2×10－6/K。⑤优良的耐蚀性能。⑥良好的热稳定性。因此， 它被广泛用于航空、航天、原子能、石油、化工、船舶、装饰等行业。

钛及其合金的焊接方法有很多，但由于钛及其合金的电阻率较大，而热导率又小，很适于电阻焊，而且比铝、低碳钢等容易进行。点焊及缝焊时，为了减小电极与工件的接触电阻，应尽可能提高工件焊接面的粗糙度和清洁度，可用机械或化学的方法进行操作。由于钛与氧亲和力很强，清理后的工件接触加阻随着存放时间延长而增加，一般存放时间≯24h。还有电极间两焊件之间的间隙不能过大，如果间隙过大，电极压不紧将会引起烧穿或飞溅，而且问隙中的空气会使接头变脆，强度下降；所以，一般间隙应当小于0.2mm。

二，电阻焊操作

1，点焊

①虽然，钛在固态下能吸收气体，加热至300℃时就开始吸收氢，加热至400℃时可以吸收氧，在600℃时可吸氮。但是，在点焊时待焊面已在压力作用下接触紧密，焊接时通电时间很短（通常小于0.2秒），而且冷却速度又很快，不致于引起大气污染。所以，钛板电阻点焊一般不需惰性气体保护。

②由于钛的电阻率高和热导率低，所以所需的焊扰功率比点焊铝和碳钢的小。

③可以用交流或直流电阻焊机，对电极压和电板形状敏感性较小。

④工业纯钛的点焊参数基本上与不锈钢差不多，因为它们的电阻率和热导率相差无几。

⑤钛合金的点焊参数与不锈钢稍有不同，通常焊接电流比不锈钢小20~30%。

⑥点焊用的电极通常为铍钻铜合金，电极端头为球形。

⑦由于钛及其合金的电导率低，分流较小，因此熔核间距可以适当小些。

⑧钛及其合金的点焊焊接参数举例如图：

2，缝焊

①缝焊钛板必须用情性气体保，因为焊缝焊接中从两滚轮电极之间离开后仍然处于高温必须保护起来。

②通常将保护罩安装在接头的两侧，其装置与氩弧焊用的相似，罩的长度主要取决于焊接速度。

③滚轮电极的焊接面为圆弧形，其直径基本与点焊电极的端面圆弧直径相同。

④在相同厚度的钛板，缝焊所需的电极压力和焊接电流比点焊略高。

⑤采用步进式缝焊机对提高接头强度有很好的帮助。

⑥对于比较复杂的焊接结构应采用专用夹具进行装配。

⑦钛及其合金的缝焊焊接参数举例如图：

3，闪光焊

①钛及其合金也很适于进行闪光焊接，最好采用惰性气体保护（实心件可以不需惰性气体保护）；对于空管件或空心件，在焊前应用惰性气体置换其内部空气。

②接头设计、加工与一般金属闪光焊相似，6mm以下的薄扳一般可用平端面，厚板一般稍加工斜边。

③焊接钛及其合金的焊机容量与焊接钢的相同，只是顶锻力没有焊接钢时那样大，工艺上宜釆用快的闪光速度和短的闪光时间。

④闪光对焊比电孤焊、点焊和缝焊更适于焊接高强度和可热处理强化的钛合金。

⑤在实际操作中，增加顶锻速度和有足够的顶锻力是获得优质钛及其合金接头的关键；当闪光过程使端面接近焊接温时，立即施加足够大的顶锻速度私顶锻力，迅速地使接口间隙封闭合笼面互相接触，在顶锻力的作用下，液态金属将被挤出，剩下的高温金属产生塑性变形使件焊接起来。

⑥与一般钢材相比，钛及其合金闪光对焊时所需最短的闪光和顶锻热循环，电流强度高出1~3倍，而通电时间相应缩短1/3~1/2。

⑦钛及其合金的闪光焊焊接参数举例如图：