钛合金（如TA2、TC4等）在焊接过程中易因吸收氢而产生氢脆——氢在钛中溶解度随温度降低而急剧下降，过量氢会以脆性氢化物（如TiH₂）形式析出，导致焊缝及热影响区（HAZ）韧性下降、裂纹敏感性增加。避免氢脆需从“控氢来源”“抑制吸氢”“促进脱氢”三方面综合控制：
一、严格控制氢的引入途径
1.母材与填充材料预处理：
焊接前需彻底清除母材表面的油污、水分、氧化皮及吸附的氢。可用无水乙醇或丙酮清洗（避免用水基清洗剂），再用不锈钢丝刷去除氧化层，必要时进行酸洗（如5%HF+20%HNO₃溶液），确保表面粗糙度≤Ra1.6μm。
焊丝/焊条需经高温脱氢处理（350-400℃真空烘烤2-4小时），存储时密封于干燥容器中，避免暴露在湿度＞60%的环境中（空气中的水汽会被焊丝吸附）。
2.焊接环境与介质控制：
保护气体（通常为氩气）纯度需≥99.99%，露点≤-40℃（避免含水分或氢气杂质）；焊接区域需用氩气保护罩全覆盖（包括焊缝背面及热影响区），防止空气（含水分）侵入高温区。
禁止在潮湿环境（相对湿度＞80%）或有油污、油漆挥发的场地焊接；若焊接过程中中断，需重新清洁接头区域后再继续。
二、优化焊接工艺参数，减少高温吸氢
钛在300℃以上开始显著吸氢，且温度越高（如超过800℃）、高温停留时间越长，吸氢量越大。需通过工艺优化缩短高温暴露时间：
1.控制热输入
采用低线能量焊接（如小电流、高焊接速度），避免焊缝及HAZ长时间处于800℃以上（钛的β相变点附近）。例如，TC4氩弧焊时线能量控制在8-15kJ/cm，电子束焊线能量可更低（3-8kJ/cm）。
2.减少焊接层数
厚板焊接时尽量采用单道或少数几层焊接，避免多层焊时热影响区反复加热导致氢累积。
三、焊后脱氢处理与质量检测
1.脱氢退火
对要求严格的构件（如航空航天部件），焊后需进行脱氢处理——在250-350℃下保温2-4小时（真空或氩气保护），使氢从钛中扩散逸出（钛中氢的扩散系数随温度升高而增大，250℃以上扩散显著）。处理后氢含量需控制在0.015wt%以下（一般要求≤0.01wt%）。
2.无损检测
采用超声检测或渗透检测排查氢致裂纹；通过氧氮氢分析仪测定焊缝氢含量，确保符合标准（如AMS 4999要求钛合金焊缝氢含量≤0.015%）。
