鈦及鈦合金是二十世紀四十年代末開始發展起來的一種優良的工業金屬材料，其主要特點是密度小、比強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的低溫性能，并且具有某些特殊的物理、化學特性，如超導、記憶、儲氫等特殊功能，因此在宇航、航空、化工、石油、冶金、電力、醫療等領域得到了廣泛的應用。

 由于我國鈦資源豐富，儲量居..首位，因此所有鈦材都從國內采購，按美國ASME IX標準進行焊接工藝評定和焊接。由于這是我公司..焊接上述鈦及鈦合金管道，沒有現成的工藝可用，因此必須從分析鈦及鈦合金的物理化學性質及其焊接性開始，制定正確..的焊接工藝，預判其焊接過程中可能出現的缺陷問題并提前制定預防方案，方能..該項目的順利進行。

1.鈦及其合金的物理化學性質

 鈦的主要物理性能為： 密度4.5g/cm3， 熔點1688℃，比熱容522J/（kgK），熱導率16J/（msK）。鈦有兩種結構：882℃以下為密排六方晶格結構，稱為α鈦；882℃以上為體心立方晶格結構，稱為β鈦。鈦和常用的奧氏體不銹鋼ASTM A312 TP304L的主要物理性能對比如下：

 從上表可以看出，鈦的比強度接近不銹鋼的3倍，這讓鈦材在某些要求強度高、重量輕的領域（如宇航）相對于不銹鋼有不可替代的優勢。

 鈦的化學性質活潑，對氧有極高的親和力。在有氧環境中鈦表面易生成致密而附著力強、惰性大的氧化膜，即使氧化膜受到機械破壞，只要在氧化性介質中，其自愈性強，又可再生成氧化膜，這是鈦在許多酸、堿及介質中耐腐蝕性優異的原因。鈦在高溫下與氧、氮、氫反應速度較快，從250℃開始吸氫，300℃以上快速吸氫；從400℃開始吸氧，600℃以上快速吸氧；從600℃開始吸氮，700℃以上快速吸氮。

2.鈦及鈦合金的焊接性分析

 由上述鈦的物理化學性質可知，鈦的熔點高于不銹鋼，比熱容大于不銹鋼，化學活性大于不銹鋼，因此鈦材的焊接相較不銹鋼來說有更高的要求。

 鈦及其合金在高溫下對氧、氮、氫和碳等具有極大的親和力，液態的熔池和熔滴金屬如得不到有效保護，則更容易受到空氣等雜質的玷污，脆化程度更嚴重，給焊接帶來困難。同時，鈦合金導熱性差，電阻系數大，焊接時產生的熱量多，熱容大，不容易散失，熔化焊時需要用惰性氣體或在真空狀態進行保護。

 鈦的彈性模量較低，焊后很容易產生較大的焊接變形；鈦的冷變形回彈能力強，容易給矯形帶來困難。因此，在制訂焊接工藝時，必須考慮到如何預防焊接變形。