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钛合金管的焊接方法

发布日期：2011-04-07

    钛合金管极难提炼。因为它必须被隔离，然后再进行昂贵而又复杂的化学工序。纯钛意味着什么也不是，因为它太柔软了。为了让它有实用价值，必须给它添加别的金属作为助手。当然，这一切的前提是根据钛本身固有的性质去做。所以，我们通常所称的“钛”，它是一种有着特殊性质的合金。从总的观点来看，钛的出色在于它有很高的强度，质量比（强度高，但是质量轻），良好的抗腐蚀性，非磁性。热膨胀和热传导系数小，抗冲击韧性（国内有的车友称之为金属还原性）和抗疲劳指数高等主要特点。材料学上，我们称钛合金为同素异形金属，因为它能呈现出不同的晶体形状。有六角形或者立方体。    如果把钛实用于工业中，主要困难是钛对摩擦带来的损耗很敏感。简单举例就是，在高速中，链条对一片纯钛飞轮的磨损，就像焊接时产生的反应那样剧烈。我想，用这样一个化学例子来解释就会使大家明白得更加简单，但不是在吓唬人。虽然钛的六角形晶体结构使其性质优异，但是温度能让此结构有所改变（这里是化学变化，跟前面所讲的热膨胀，热传导等物理变化不属于同一范畴）。因为这个原因，我们把钛称为饱和晶体结构，因此钛合金中不能够有一点的杂质，哪怕是很小的含量。否则，在钛管的焊接线内部会出现裂口。现在我们大概知道了这些困难，那么怎么样对钛合金管材进行焊接呢。

       一只钛合金车架，我们不能用取近似值的态度来对待。在焊接的时候，高温的环境下，要把所有危险的范围用气体隔离，使之不被杂质“感染”。我们称之为沐浴式熔化（试想人在冲洗热水澡时，就是全身被热水包围，顾名思义）。于是，我们采用气体被称为“监督气体”。在焊接的小环境里，这种气体时惰性的。我们有两种方法来创造一个焊接环境，种方法是使用一个钟形罩，另一种方法是在焊接部位维持提供一种惰性气体，要求源源不断，流量丰富，持续稳定，用气流将整个环境笼罩。一般我们选用氩气和氦气，因为它们容易被提供，而且价格便宜。在用量上面，是将75%的氩气和25%的氦气混合。对于一些特殊情况，比如说焊接部分较大，为了优化效率，也会使用电弧来充当气体环境。

       监督气体也不能保证能提供一个完全被气体密闭的环境，毕竟工人在手工焊接时，手套还是要接触管材。为了减小这个影响，好点的焊接工作间都会先净化空气环境，而且会在此空间内冲入大量的中性气体，这所有的一切带来的显著问题就是——成本的提高（现在大家该知道为什么钛合金车架贵了吧）。

       主要的焊接技术有三种，都是采用电弧。
       TIG（Tungstene Inert Gas 惰性钨气体焊接），这种焊接方法在上次给王木土的Lapierre资料中提到过。这里采用的是一种用钨做丝的不可熔电极。
       MIG（Metal Inert Gas 惰性金属气体焊接），它使用的是线圈状的可熔电极。
       PAW，这种方法暂时没有应用于自行车制造，主要用于军工。

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