合金元素钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在 0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

钛在250℃以上吸氢，400℃以上吸氧，600℃以上吸氮，这些元素的渗入将大大降低钛的力学性能。因此氩气对热态焊缝的保护是焊接接头质量优劣的关键因素。钛材管道的焊接保护都是通过管内通氩，管外用专门的保护罩来进行的。保护罩的形式一般有整罩结构、半罩结构和弯头罩结构。管内充氩保护均采用分段充氩的方法。在焊口的两侧200~300mm的地方，作好密封装置，封好充氩。密封装置采用胶皮和不锈钢夹板封口。出气口采用φ4mm孔径，进气口采用φ8mm孔径，这样可保证将管内空气驱赶干净，达到氩气保护的目的，防止外部空气进入，有利于焊缝成形。进气口应密封严密，防止进氩气时从缝隙处带入空气而导致氩气保护被破坏。对全位置焊接的焊口，充氩比较困难，因为焊口两端距离都较长，还有弯头件等。充氩采用分段充氩方法，在该道焊缝组对前，就将密封垫片（由不锈钢夹板与胶皮组成，充氩管为软胶管，并联一根有一定强度的不锈钢丝）放置在管道内距焊口200～300mm处。待焊缝组对焊接完成后，将密封垫片取出即可。

当采用火焰炉加热时，应保持炉内为微氧化性气氛，也可在锭坯表面涂保护层，或在惰性气体中加热。钛合金的热导率低，在加热大截面或高合金化锭坯时，为防止热应力可能引起的锭坯开裂，通常采用低温慢速、高温快速的分段加热法。控制锭坯的加热和终锻温度以及锻造变形量是获得高质量钛板坯的重要保证。钛合金板坯的锻造一般采用水压机和锻锤。为了保证随后的轧制过程顺利进行和保证板材的表面质量，锻造的板坯和铸锭应进行机械加工，剥去表面裂纹及深度达3～4mm的吸气层。

气孔问题。焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔。合金管厂家由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏，焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系。定制合金管钛管如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接，查找原因及时改进焊接措施；如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修，将暗灰色部分全部铲除，重新焊接。