焊接是鈦設備制造過程中的一項重要工藝，也是一門綜合性科學技術。焊接方法很多，要根據鈦設備或構件的設計構造和具體的應用條件來選擇適宜的焊接方法。
選擇焊接方法所遵循的原則是保證焊接接頭的質量、生產效率高、操作簡便、成本較低等。其中保證焊縫質量應放在。只有充分認識到影響焊接質量的方方面面的因素，采取有效技術和措施避免不利于焊縫成形的種種因素，才能達到保證焊接接頭質量的目的。
1 影響鈦材焊接質量的因素
1.1 氣體雜質對焊縫金屬性能的影響
鈦具有很高的化學活潑性，與空氣中的氧、氮有的親和力。在較低的溫度下，鈦與氧相互作用生成一層致密的氧化膜，隨著溫度的提高，氧化膜的厚度隨之增厚，超過600℃后，鈦開始吸氧并使氧溶解到鈦中。溫度再高，鈦的活性就會急劇增加，并與氧發(fā)生激烈反應而生成鈦的氧化物。鈦在300℃以上開始吸氫，在700℃以上開始吸氮。氧和氮對鈦污染的結果是使鈦強度和硬度增高而塑性降低。氮比氧的影響程度更大，如圖4-1所示。
鈦中氫的質量分數為0.01%~0.05%時，會使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降，而塑性卻下降較少。這說明是氫化物引起的脆性，即“氫脆"。氫也是引發(fā)焊縫產生氣孔的根源。
熔化焊焊接過程中，熔池像一個小冶金爐，熔融金屬暴露在大氣中。如果不采取相應的防護措施使熔融的金屬鈦與空氣隔絕，則氧、氮、氫等氣體元素就會溶入鈦中，形成脆性氧化物或氮化物，

致使焊縫金屬的塑性急劇降低，拉伸強度提高，嚴重的情況下將發(fā)生脆斷，塑性等于零。
1.2 其他雜質對焊縫金屬性能的影響
其他雜質是指除氣體雜質外可能溶入熔池的雜質。其來源可能是焊接操作環(huán)境不清潔、戴臟手套觸摸鈦焊件遺留下油污、焊接前用棉紗擦洗接頭坡口可能留下的棉絮、焊接生產環(huán)境與鋼鐵焊接生產混合可能產生的鐵銹、水分和其他一些有機物等。這些污染物在電弧高溫作用下分解出氧、氫、氮、碳等元素，然后溶于熔融的鈦中。當這些元素的量超過在鈦中的溶解度時，便形成相應的化合物（TiO2、TiH2、TiN、TiC).這些化合物隨著熔池結晶而進人
鈦的晶格中，致使鈦的晶格畸變、歪曲，從而改變鈦的力學性能。有些微量元素少量溶入鈦中，如果其量不超過允許的范圍還是可以的，有時也是人們所希望的。但超量的雜質元素含量是不允許的，特別是有機物雜質，有百害而無一利，這是因為這些雜質元素除使鈦焊縫的力學性能變差，降低耐腐蝕性外，還是焊縫中產生氣孔的根源。

1.3
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化
鈦是有同素異形體轉變的金屬。在886℃時開始發(fā)生組織的固態(tài)轉變。886℃以下晶體結構為密排六方結構，稱為α鈦；在高于886℃時，α結構的鈦轉變?yōu)轶w心立方結構的β鈦。這個
轉變過程是在熔池由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的“瞬間"完成的。而這個“瞬間"長短差異對熔池的結晶形式有影響，“瞬間"越長越有利于柱狀晶生長。圖4-2所示為焊接“瞬間"長短差異對焊縫組織的影響示意圖。

接過程中溶入液態(tài)金屬中的氣體經過擴散、脫溶、成核、長大等過程而形成氣泡。由于熔池的凝固結晶速度很快，長大的氣泡來不及逸出液態(tài)金屬時就以氣孔的形式殘留在固態(tài)金屬中。釀成氣孔的氫氣和一氧化碳等氣體主要是由有機物的污染物經電弧熱作用產生的。有時焊前對焊件和焊材做了充分的清潔、清洗，氫氣保護的效果也理想，但焊縫中仍然有氣孔。這說明起重要作用的污染源還沒有清除。實踐經驗證明，有一個重要的氣源往往被忽略，就是空氣中的水分。一個對比試驗證明了這一點。在兩種不同空氣濕度的環(huán)境中施焊：一種情況是在陰雨天氣環(huán)境下（相對濕度在90%以上）焊接；另一種是在陽光明媚晴朗天氣的環(huán)境中（相對濕度小于40%)施焊。其他的焊前清潔、清洗及焊接操作等相同。前一種情況焊出的鈦焊縫中存在的氣孔既多又大，而后種情況的焊縫中沒有見到氣孔。這充分說明空氣的濕度大小是氣孔產生的重要原因之一。