钛及钛合金是二十世纪四十年代末开始发展起来的一种优良的工业金属材料，其主要特点是密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的低温性能，并且具有某些特殊的物理、化学特性，如超导、记忆、储氢等特殊功能，因此在宇航、航空、化工、石油、冶金、电力、医疗等领域得到了广泛的应用。

由于我国钛资源丰富，储量居..首位，因此所有钛材都从国内采购，按美国ASME IX标准进行焊接工艺评定和焊接。由于这是我公司..焊接上述钛及钛合金管道，没有现成的工艺可用，因此必须从分析钛及钛合金的物理化学性质及其焊接性开始，制定正确..的焊接工艺，预判其焊接过程中可能出现的缺陷问题并提前制定预防方案，方能..该项目的顺利进行。

1.钛及其合金的物理化学性质

钛的主要物理性能为： 密度4.5g/cm3， 熔点1688℃，比热容522J/（kgK），热导率16J/（msK）。钛有两种结构：882℃以下为密排六方晶格结构，称为α钛；882℃以上为体心立方晶格结构，称为β钛。钛和常用的奥氏体不锈钢ASTM A312 TP304L的主要物理性能对比如下：

从上表可以看出，钛的比强度接近不锈钢的3倍，这让钛材在某些要求强度高、重量轻的领域（如宇航）相对于不锈钢有不可替代的优势。

钛的化学性质活泼，对氧有极高的亲和力。在有氧环境中钛表面易生成致密而附着力强、惰性大的氧化膜，即使氧化膜受到机械破坏，只要在氧化性介质中，其自愈性强，又可再生成氧化膜，这是钛在许多酸、碱及介质中耐腐蚀性优异的原因。钛在高温下与氧、氮、氢反应速度较快，从250℃开始吸氢，300℃以上快速吸氢；从400℃开始吸氧，600℃以上快速吸氧；从600℃开始吸氮，700℃以上快速吸氮。

2.钛及钛合金的焊接性分析

由上述钛的物理化学性质可知，钛的熔点高于不锈钢，比热容大于不锈钢，化学活性大于不锈钢，因此钛材的焊接相较不锈钢来说有更高的要求。

钛及其合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲和力，液态的熔池和熔滴金属如得不到有效保护，则更容易受到空气等杂质的玷污，脆化程度更严重，给焊接带来困难。同时，钛合金导热性差，电阻系数大，焊接时产生的热量多，热容大，不容易散失，熔化焊时需要用惰性气体或在真空状态进行保护。

钛的弹性模量较低，焊后很容易产生较大的焊接变形；钛的冷变形回弹能力强，容易给矫形带来困难。因此，在制订焊接工艺时，必须考虑到如何预防焊接变形。