1. 表面清理

焊件及焊丝的表面质量直接决定焊接接头的力学性能。焊前应对试件和焊丝进行酸洗处理，随后用净水冲洗干净，烘干后立即施焊。若不具备酸洗条件，可采用丙酮、乙醇、四氯化碳或甲醇等有机溶剂，仔细擦拭钛板坡口及其两侧各50 mm范围内的区域、焊丝表面以及与钛板接触的工装夹具部位，彻底去除氧化皮、油污及其他有机物。

2. 焊接设备

钛及钛合金氩弧焊应选用具有下降外特性、并具备高频引弧功能的直流氩弧焊电源。为防范焊缝在冷却过程中受到氧化或污染，焊机需设定滞后送气时间不少于15秒。本例选用WSM-315型IGBT逆变直流脉冲氩弧焊机，可满足上述要求。

3. 焊接材料

保护气体氩气纯度不得低于99.99%，露点应低于-40℃，相对湿度小于5%。当氩气瓶内压力降至0.981 MPa时，须停止使用，以保证保护效果。填充焊丝原则上采用与母材同质的材料；为改善接头塑性，也可选用合金化程度略低的焊丝，如TC3。本次焊接即选用TC3焊丝。

4. 坡口形式

坡口设计应尽量减少焊接层数和填充金属量，因为层数增多会导致焊缝累计吸气量增加，劣化接头性能。鉴于钛合金焊接时熔池尺寸较大，焊件宜开设单V型坡口，角度控制在70°～80°。二、焊接工艺参数与控制要点

合理的工艺参数是保证焊接质量的关键。操作中需精确控制氩气流量和流速，避免产生紊流而削弱保护效果。手工钨极氩弧焊适用于钛合金薄板及中厚板的焊接，只要参数选择得当，可获得满意的焊接质量。此外，所有清理工序完成后应尽快施焊，防止二次污染。

三、常见缺陷及其修复机理

1. 冷裂纹（延迟裂纹）

钛及钛合金焊接时，接头产生热裂纹的概率极低，这是因为材料中硫、磷、碳等杂质含量很少，不易形成低熔点共晶，且有效结晶温度区间窄、凝固收缩量小。然而，热影响区可能出现冷裂纹，其特征为焊后数小时甚至更长时间才显现，故称延迟裂纹。

延迟裂纹的成因与氢的行为密切相关：焊接过程中，氢从高温熔池向温度较低的热影响区扩散，使该区域氢含量升高，析出脆性的TiH₂相，同时氢化物析出时体积膨胀引发较大的组织应力，加之氢原子向高应力部位聚集，最终导致裂纹萌生与扩展。

2. 气孔

气孔是钛合金焊接中另一常见缺陷，其根本原因同样来自氢的影响。氢在α-Ti中的溶解度极低，室温时仅约0.002%（质量分数）。当焊缝或热影响区冷却至300℃以下时，过饱和的氢以钛氢化物（γ相）形式析出，伴随体积膨胀和晶间应力，可能引发晶间微裂纹。这些微裂纹在外力作用下会扩展为宏观裂缝，同时气孔的存在显著降低接头的疲劳强度。