一，概述

锆(Zr)在地壳中含量并不多，属于稀有元素。常温下，锆在酸、碱和各种介质中均有良好的耐蚀性和强韧性，但锆及锆合金的力学性能和耐蚀性随温度升高的下降，在℃以上时就会失去耐蚀性，力学性能也会降低。所以，锆及其合金的焊件仅能应用于℃以下的环境。另外，锆是一种化学性质极活泼的元素，很容易被气体污染，尤其是在氮气和氢气气氛中。温度低于~℃，锆与氮的作用很弱；在~℃，锆与氮的作用很强，形成氮化锆；在~℃，锆能强烈地吸收氢，形成ZrH2,并且非常容易产生氢气孔。

纯锆板材的焊接特点：锆及锆合金的弧焊工艺接近钛及钛合金的焊接工艺，焊接过程的焊缝保护效果要高于钛及钛合金，焊接时的各种措施要严于钛及钛合金。焊枪上的拖罩与焊件的距离h尽量小(h≤6mm),主喷嘴与拖罩的氩气流量要配合好，既不能太大，也不要过小，不要在主喷嘴处形成气体涡流，影响保护效果。

二，焊前准备

(1)焊件材质纯锆(Zr-1)板。

(2)焊件尺寸规格为厚4mm。

(3)坡口形式：Zr-1板的坡口形式及尺寸如图1所示。

(4)焊接材料：ERZr-2焊丝，直径为1.6mm。

(5)钨极：WCe-5型，直径为2mm,采用尖端钨极，可以保证电弧的稳定与足够的熔深，通常使用的圆锥角为30°~60°,尖端要磨平，直径约为0.4mm。

(6)焊接设备WS-型焊机1台。采用直流正接。

(7)氩气纯氩的体积分数为99.99%,露点为-45℃。

(8)辅助工具和量具角向打磨机、钢丝刷、和焊缝万能量规等。

三，定位焊

(1)焊前的打磨：将焊件先用丙酮在坡口两侧各80mm范围内的油、污垢擦净，然后用不锈钢钢丝轮打磨并去除坡口及其两侧各30mm范围内的氧化皮，直至露出金属光泽。

(2)焊件定位：按图1所示进行组装，在焊缝的背面进行定位焊，定位焊缝长度为50mm,定位焊距焊件两端各适当留空。在焊件的两端安装引弧板与引出板。Zr-1(纯锆)板材定位焊的焊接参数见图2,与正式焊接参数相同。

(3)安装带凹槽的铜垫板：在定位焊焊完的焊件上安装带凹槽的铜垫板。

四，正式焊接

(1)在焊接引弧前将氩气通往垫板、拖罩、焊枪喷嘴内，清除该处的空气，然后进行引弧。

(2)按图2所示的焊接参数进行选择。

(3)向焊缝熔池填送焊丝熔滴时，焊丝加热端要在氩气保护层内进行。

(4)焊接时要集中热输入能量加热焊件和加快冷却速度，避免锆焊件长时间在高温下氧化。

(5)有条件的尽量在氩箱内进行焊接。