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(wei) 提升焊接效率、穩定產(chan) 品質量，需要開發一些高效的鈦合金焊接工藝。現以板厚為(wei) 4mm的Ti70和16 mm的TA5兩(liang) 種鈦合金為(wei) 焊接對象，對等離子弧焊、激光焊及激光-電弧複合焊三種高能量密度的鈦合金焊接方法進行了工藝研究，得到了性能優(you) 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(wei) 熱源的焊接方法。氣體(ti) 由電弧加熱產(chan) 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。它的穩定性、發熱量和溫度都高於(yu) 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、單麵焊雙麵成形良好、無鎢夾雜、氣孔少等優(you) 點，故非常適用於(yu) 鈦及鈦合金的焊接。等離子弧焊的工藝參數對於(yu) 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(wei) 能源轟擊焊件所產(chan) 生的熱量進行焊接的一種高效精密的焊接方法。激光焊由於(yu) 能量密度很高，可獲得較大的熔深和極高的焊速，且由於(yu) 激光束的直徑極小，故焊縫和熱影響區窄，焊接殘餘(yu) 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(ce) 吹氣體(ti) 流量及保護氣體(ti) 流量等。由於(yu) 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，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-電弧複合焊

　　與(yu) 傳(chuan) 統電弧焊接和激光焊接相比，激光-電弧複合焊接具有大焊接熔深、高工藝穩定性、高焊接效率、較強的焊接間隙橋接能力和焊接變形小等優(you) 點，能夠大幅度提高焊接效率和焊接質量。激光-電弧複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的焊縫餘(yu) 高不足的現象，且由於(yu) 液態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-電弧複合焊時，由於(yu) 存在激光和電弧兩(liang) 個(ge) 熱源，且每個(ge) 熱源均有較多的工藝參數需調節，如要使激光與(yu) 電弧諧同匹配需進行大量試驗摸索。

　　以上工藝測試結果表明等離子弧焊、激光焊及激光-電弧複合焊所焊製試板的接頭性能強。工藝重複性好，對焊工水平的要求較低，故非常適合生產(chan) 中大批量規則焊縫的焊接。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(yu) 母材Ti70可靠匹配；等離子弧焊和激光-電弧複合焊使用強度較低的TA10焊絲(si) 焊接Ti70板材，焊縫接頭的強度遠遠超過了與(yu) Ti70匹配的要求，這使船用鈦合金焊接時焊材的選擇範圍大大拓寬，可在強度和塑性、韌性之間尋求到更好的平衡點。