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(2)焊件：TA1钛板，规格为300mm×100mm×4mm，在焊件一侧加工成30°坡口，钝边为0.5mm，根部间隙2～3mm，将两块钛板组对成一组焊件。

(3)焊丝及钨极：选用TA1钛焊丝，直径2mm；选用铈钨电极，直径3mm。

(4)氩气保护装置：焊枪要配置氩气保护拖罩，焊缝背面要有氩气保护装置。

三、任务相关知识

工业纯钛的熔点高(668℃)、密度小(4.5g/cm³)、比强度高、化学活性强，当暴露在空气中时，即会形成一层氧化膜。固态下的钛能强烈地吸收各种气体，如纯钛板加热至300℃时，表面吸收氩气，加热至400℃时，表面吸收氧气，加热至600℃时，表面吸收氮气。此时，强度会显著提高，而韧性和塑性会急剧下降，使焊件脆化。因此，要严格控制焊缝中的氢、氧、氮及碳的含量，可靠地保护焊接熔池直至焊件温度降低至300℃为止，以免受空气作用影响。

钛材的坡口形式和尺寸的选择原则是尽量减少焊接层数和填充金属量，随着焊接层数的增多，焊缝累积吸气量会增大，接头塑性会降低。Y形坡口是最常见的，因其可简化对焊缝背部的保护。坡口钝边宜小，单面焊时甚至可不留钝边，坡口角度在50°～90°，采用刨、铣等机械加工。

2.焊丝、焊件清理

钛板和钛焊丝若用机械清理，可用细砂布、不锈钢丝刷擦拭，或用硬质合金刮刀刮削待焊边缘表面。当擦拭或刮削深度达0.5mm时，氧化膜基本被清除。清理之后焊件和焊丝放置的时间不宜过长，可用塑料布覆盖坡口及其两侧。若发现有污物，应用丙酮或乙醇擦洗。焊丝存放在150～200℃的烘烤箱内，随用随取。取焊丝时需要戴上清洁的手套。

在接缝处进行定位焊所用的焊丝、焊接参数及气体保护条件等应与正式焊接相同。焊点间隔为100～150mm，焊点长度为10～15mm，要求每一定位焊点停弧后，氩气均应滞后停气对熔池进行保护。装配时严禁用铁器敲击或划伤焊件表面。

4.焊接材料选用

钛合金焊接用的氩气为纯度达99.99％的一级纯氩，露点在－40℃以下，相对湿度小于5％。当氩气中的压力降至1MPa时，应停止使用以防降低保护效果。钛焊丝一般选用其成分与母材金属相同的材料，常用的焊丝牌号为TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6及TC3等，均以真空退火状态供应，其中TA1、TA2、TA3为纯钛焊丝，纯度为99.9％。为提高钛焊缝金属的塑性，可选用强度比母材低的焊丝，如焊接TC4等钛合金时可选用TC3的焊丝。焊丝表面不得有裂纹、氧化色、杂物等，允许有轻微的银灰色彩、划痕或擦伤。

5.焊缝的气体保护

在钛板的焊接过程中，焊缝正面后端脱离喷嘴保护区的焊缝和热影响区仍处于350℃以上，必须继续保护。钛板氩弧焊用的焊枪见图4.9。氩气从进气管导入缓冲气室后，再从气体透镜经喷嘴喷出，具有一定的挺度，保护区直径达30mm左右。而拖罩长度为100～180mm，足可以使焊缝后端的焊缝和热影响区得到充分的保护。

平板对接焊时，通常在焊缝背面设置通氩气的纯铜垫板。氩气从纯铜垫板中的氩气孔(孔径1mm，孔距15～20mm)流出，短暂地储存在垫板小槽中，保护焊缝背面不受氧化，见图4.10。在焊缝正面两侧各设置一块压板控制焊接变形，压板的距离L为15～30mm(可根据钛板的厚度来选择)。

若不采用上述装置，也可以在焊缝背面加一个可移动的通氩气拖罩，见图4.11。

(1)焊前检查。仔细检查焊机的连接线路、气路等是否正常。

(2)调整工艺参数。按照表4.5所示的钛板焊接工艺参数选择喷嘴、钨极和焊丝，调整焊接电流、氩气流量等。

1—绝缘帽；2—压紧螺母；3—钨极夹头；4—进气管；5—进水及回水管；6—喷嘴； 7—气体透镜；8—钨极；9—进气管；10—分布管；11—拖罩；12—铜丝网；13—帽檐

1—纯铜垫板；2—压板；3—纯铜板；4—钛板焊件；5—出水管；6—氩气管；7—进水管

(3)焊接操作。将焊件放置在焊缝背面通氩保护装置上，在保护装置中背面通入水及氩气，并在坡口两侧设置一压板，距离25～30mm。焊接时，采用左焊法，焊丝与焊件的夹角尽量保持在10°～15°，焊丝从熔池前端送入。打底层焊时，为控制熔深，焊丝可间断地送入。焊枪一般不作横向摆动，仅在盖面层焊需要较大焊缝熔宽时作横向摆动，但摆幅不宜过大且频率要低，以防熔池脱离氩气保护区。在焊接过程中尽可能使喷嘴与焊件的距离小些(一般取6～10mm)，以使焊件得到良好的保护。焊接速度应控制在确保350℃以上的焊缝高温区置于氩气保护下，保持焊缝及热影响区表面颜色呈现银白色或淡黄色为好(如呈现蓝色或灰色表明氩气保护不好)。

(4)焊接结束。当焊缝处于收尾时，要继续通氩气保护，直至焊缝及热影响区金属冷至350℃以下时方可移开焊枪。在未装引出板时，可用电弧衰减的方法逐渐填满弧坑。

焊件：TA1钛板，规格为300mm×100mm×4mm，在焊件一侧加工成30°坡口，钝边为0.5mm，根部间隙2～3mm，将两块钛板组对成一组焊件。按图4.8要求操作。

单件工时：36min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

氩气流量以达到良好的焊缝保护为宜，过大的流量不易形成稳定的气流层，且加快焊缝冷却速度，使焊缝表面层出现微裂纹。而气体流量不足时，焊接接头表面呈现不同的氧化颜色。焊缝背面的氩气流量也不宜过大，否则在焊正面第一道焊道时会干扰喷嘴氩气流。