鈦合金管材的敏感性及焊接方法

鈦極難提煉。因為它必須被隔離，然後再進行昂貴而又復雜的化學工序。純鈦意味著什麽也不是，因為它太柔軟了。為了讓它有實用價值，必須給它添加別的金屬作為助手。當然，這壹切的前提是根據鈦本身固有的性質去做。所以，我們通常所稱的“鈦”，它是壹種有著特殊性質的合金。從總的觀點來看，鈦的出色在於它有很高的強度，質量比(強度高，但是質量輕)，良好的抗腐蝕性，非磁性。熱膨脹和熱傳導系數小，抗沖擊韌性(國內有的車友稱之為金屬還原性)和抗疲勞指數高等主要特點。材料學上，我們稱鈦合金為同素異形金屬，因為它能呈現出不同的晶體形狀。有六角形或者立方體。

　　如果把鈦實用於工業中，主要困難是鈦對摩擦帶來的損耗很敏感。簡單舉例就是，在高速中，鏈條對壹片純鈦飛輪的磨損，就像焊接時產生的反應那樣劇烈。我想，用這樣壹個化學例子來解釋就會使大家明白得更加簡單，但不是在嚇唬人。雖然鈦的六角形晶體結構使其性質優異，但是溫度能讓此結構有所改變(這裏是化學變化，跟前面所講的熱膨脹，熱傳導等物理變化不屬於同壹範疇)。因為這個原因，我們把鈦稱為飽和晶體結構，因此鈦合金中不能夠有壹點的雜質，哪怕是很小的含量。否則，在鈦管的焊接線內部會出現裂口。現在我們大概知道了這些困難，那麽怎麽樣對鈦合金管材進行焊接呢。

　　壹只鈦合金車架，我們不能用取近似值的態度來對待。在焊接的時候，高溫的環境下，要把所有危險的範圍用氣體隔離，使之不被雜質“感染”。我們稱之為沐浴式熔化(試想人在沖洗熱水澡時，就是全身被熱水包圍，顧名思義)。於是，我們采用氣體被稱為“監督氣體”。在焊接的小環境裏，這種氣體時惰性的。我們有兩種方法來創造壹個焊接環境，第壹種方法是使用壹個鐘形罩，另壹種方法是在焊接部位維持提供壹種惰性氣體，要求源源不斷，流量豐富，持續穩定，用氣流將整個環境籠罩。壹般我們選用氬氣和氦氣，因為它們容易被提供，而且價格便宜。在用量上面，是將75%的氬氣和25%的氦氣混合。對於壹些特殊情況，比如說焊接部分較大，為了優化效率，也會使用電弧來充當氣體環境。

　　監督氣體也不能保證能提供壹個完全被氣體密閉的環境，畢竟工人在手工焊接時，手套還是要接觸管材。為了減小這個影響，好點的焊接工作間都會先凈化空氣環境，而且會在此空間內沖入大量的中性氣體，這所有的壹切帶來的顯著問題就是——成本的提高(現在大家該知道為什麽鈦合金車架貴了吧)。

　　主要的焊接技術有三種，都是采用電弧。

　　TIG(Tungstene Inert Gas 惰性鎢氣體焊接)，這種焊接方法在上次給王木土的Lapierre資料中提到過。這裏采用的是壹種用鎢做絲的不可熔電極。

　　MIG(Metal Inert Gas 惰性金屬氣體焊接)，它使用的是線圈狀的可熔電極。

PAW，這種方法暫時沒有應用於自行車制造，主要用於軍工。

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