近年来，许多新建船舶开始大量使用钛合金材料。随着钛合金材料用量增多，船厂为提升焊接效率、稳定产品质量，需要开发一些高效的钛合金焊接工艺。现以板厚为4mm的Ti70和16 mm的TA5两种钛合金为焊接对象，对等离子弧焊、激光焊及激光-电弧复合焊三种高能量密度的钛合金焊接方法进行了工艺研究，得到了性能优良的焊接接头。

　　一、等离子弧焊

　　等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。对船用钛合金的焊接试验证明，等离子弧焊具有能量集中、穿透力强、单面焊双面成形良好、无钨夹杂、气孔少等优点，故非常适用于钛及钛合金的焊接。等离子弧焊的工艺参数对于小孔法时主要涉及到喷嘴孔径、焊接电流、离子气流量、焊接速度、保护气流量等。

　　二、激光焊

　　激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种高效精密的焊接方法。激光焊由于能量密度很高，可获得较大的熔深和极高的焊速，且由于激光束的直径极小，故焊缝和热影响区窄，焊接残余应力和变形很小。激光焊焊接时的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、离焦量、侧吹气体流量及保护气体流量等。由于激光焊焊速极高，一般不能在焊接过程中对工艺参数进行调节，故在正式焊接前需通过预实验确定最佳的参数组合。

　　三、激光-电弧复合焊

　　与传统电弧焊接和激光焊接相比，激光-电弧复合焊接具有大焊接熔深、高工艺稳定性、高焊接效率、较强的焊接间隙桥接能力和焊接变形小等优点，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。激光-电弧复合焊能够降低对工件坡口加工精度的要求，改良激光焊时可能出现的焊缝余高不足的现象，且由于液态熔池对激光束的吸收率较高，相比激光焊可获得更大的熔深和更高的焊接速度。采用激光-电弧复合焊时，由于存在激光和电弧两个热源，且每个热源均有较多的工艺参数需调节，如要使激光与电弧谐同匹配需进行大量试验摸索。

　　以上工艺测试结果表明等离子弧焊、激光焊及激光-电弧复合焊所焊制试板的接头性能强。工艺重复性好，对焊工水平的要求较低，故非常适合生产中大批量规则焊缝的焊接。力学性能测试结果表明：对接接头的力学性能达到了标准要求，接头在强度和塑性上与母材Ti70可靠匹配；等离子弧焊和激光-电弧复合焊使用强度较低的TA10焊丝焊接Ti70板材，焊缝接头的强度远远超过了与Ti70匹配的要求，这使船用钛合金焊接时焊材的选择范围大大拓宽，可在强度和塑性、韧性之间寻求到更好的平衡点。