近 年來，許多新建船舶開始大量使用鈦合金材料。隨著鈦合金材料用量增多，船廠為提升焊接效率、穩(wěn)定產品質量，需要開發(fā)一些高效的鈦合金焊接工藝。文章以板厚為4mm的Ti70和16 mm的TA5兩種鈦合金為焊接對象，對等離子弧焊、激光焊及激光-電弧復合焊三種高能量密度的鈦合金焊接方法進行了工藝探索，得到了性能優(yōu)良的焊接接頭。

　　一、等離子弧焊

　　等離子弧焊是利用等離子弧作為熱源的焊接方法。氣體由電弧加熱產生離解，在高速通過水冷噴嘴時受到壓縮，增大能量密度和離解度，形成等離子弧。它的穩(wěn)定性、發(fā)熱量和溫度都高于一般電弧，因而具有較大的熔透力和焊接速度。對船用鈦合金的焊接試驗證明，等離子弧焊具有能量集中、穿透力強、單面焊雙面成形良好、無鎢夾雜、氣孔少等優(yōu)點，故非常適用于鈦及鈦合金的焊接。等離子弧焊的工藝參數較多，當采用小孔法時主要涉及到噴嘴孔徑、焊接電流、離子氣流量、焊接速度、保護氣流量等。

　　二、激光焊

　　激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的一種高效精密的焊接方法。激光焊由于能量密度很高，可獲得較大的熔深和極高的焊速，且由于激光束的直徑極小，故焊縫和熱影響區(qū)窄，焊接殘余應力和變形很小。激光焊焊接時的主要工藝參數有激光功率、焊接速度、離焦量、側吹氣體流量及保護氣體流量等。由于激光焊焊速極高，一般不能在焊接過程中對工藝參數進行調節(jié)，故在正式焊接前需通過預實驗確定最佳的參數組合。

　　三、激光-電弧復合焊

　　與傳統(tǒng)電弧焊接和激光焊接相比，激光-電弧復合焊接具有大焊接熔深、高工藝穩(wěn)定性、高焊接效率、較強的焊接間隙橋接能力和焊接變形小等優(yōu)點，能夠大幅度提高焊接效率和焊接質量。激光-電弧復合焊能夠降低對工件坡口加工精度的要求，改良激光焊時可能出現(xiàn)的焊縫余高不足的現(xiàn)象，且由于液態(tài)熔池對激光束的吸收率較高，相比激光焊可獲得更大的熔深和更高的焊接速度。采用激光-電弧復合焊時，由于存在激光和電弧兩個熱源，且每個熱源均有較多的工藝參數需調節(jié)，故要使激光與電弧諧同匹配需進行大量試驗摸索。

　　文章進行的工藝試驗結果表明等離子弧焊、激光焊及激光-電弧復合焊所焊制試板的接頭性能優(yōu)異。工藝重復性好，對焊工水平的要求較低，故非常適合生產中大批量規(guī)則焊縫的焊接。力學性能測試結果表明：對接接頭的力學性能達到了標準要求，接頭在強度和塑性上與母材Ti70可靠匹配；等離子弧焊和激光-電弧復合焊使用強度較低的TA10焊絲焊接Ti70板材，焊縫接頭的強度遠遠超過了與Ti70匹配的要求，這使船用鈦合金焊接時焊材的選擇范圍大大拓寬，可在強度和塑性、韌性之間尋求到更好的平衡點。