目前，鈦及鈦合金的熔煉方法除了非自耗電弧熔煉、真空感應(yīng)熔煉、電子束和等離子冷爐床熔煉、電渣熔煉、感應(yīng)渣熔煉外，最為主要的是真空自耗電弧熔煉（VAR）。

VAR法的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備投資和運(yùn)行成本較低、操作技術(shù)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)出的鈦材成分均勻性好。但該方法也存在固有的缺點(diǎn)，如果生產(chǎn)過(guò)程控制不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，尤其是高密度夾雜缺陷，這些材料與鈦相比熔點(diǎn)和密度較高，難以熔化，并沉積在熔池底部，夾雜和合金基體嚴(yán)重不相容，加工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致界面上產(chǎn)生空缺和裂紋，對(duì)產(chǎn)品的使用性能會(huì)造成致命性的影響。已發(fā)現(xiàn)的高密度夾雜有兩種類型：難熔金屬（W、Mo、Ta和Nb）和其金屬化合物（WC，TiW）等。科研人員針對(duì)常見(jiàn)的鎢夾雜的來(lái)源進(jìn)行分析，并提出了消除的對(duì)策。

實(shí)驗(yàn)材料為TC4（名義成分為Ti-6Al-4V）汽輪機(jī)葉片和70mm厚板材，將有缺陷部位取出后進(jìn)行測(cè)試研究。

研究發(fā)現(xiàn)，真空自耗電弧爐熔煉鈦合金鑄錠鎢夾雜有兩種來(lái)源。一種為在原材料中添加的殘料中混入了含鎢硬質(zhì)合金刀具碎塊。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在熔煉鑄錠時(shí)所使用的原材料中添加了少部分使用車床加工的殘鈦屑料，而在用車床加工鈦合金坯料時(shí)，使用的刀具為含有W和Co元素的YG8硬質(zhì)合金刀片，YG8硬質(zhì)合金是采用粉末冶金方法生產(chǎn)的硬脆性材料，當(dāng)在車削加工過(guò)程中受到強(qiáng)烈沖擊時(shí)，該刀片會(huì)發(fā)生崩裂、掉塊的現(xiàn)象,從而混入殘鈦屑料中。另一種來(lái)源為生產(chǎn)過(guò)程中焊接設(shè)備起引弧作用的鎢電極跌落引入。由于在自耗電極的焊接過(guò)程中，要使用真空等離子焊箱及爐外手工等離子焊機(jī)，焊箱及焊機(jī)槍頭部分起弧用的電極均為純鎢電極外包銅保護(hù)罩結(jié)構(gòu)，等離子焊箱內(nèi)焊槍頭鎢極距離銅套平面7～10mm，爐外等離子焊槍槍頭鎢極距離銅保護(hù)罩平面約10mm。鎢電極在使用過(guò)程中損耗極小，其使用壽命一般長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月。在焊接過(guò)程中鎢電極只起引弧作用，一般不會(huì)直接與自耗電極接觸，這表明出現(xiàn)鎢夾雜的問(wèn)題不應(yīng)是普遍現(xiàn)象。但由于鎢電極是脆性材料，不排除在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中與其它物體碰撞發(fā)生脆斷而跌落進(jìn)入焊縫的可能性，也有可能是因?yàn)殒u電極非正常伸出銅保護(hù)罩在焊接過(guò)程中粘附在自耗電極焊縫上造成。

根據(jù)真空自耗電弧爐熔煉鈦合金鑄錠鎢夾雜來(lái)源的分析，研究人員提出了以下對(duì)策：對(duì)于通過(guò)屑料添加引入的鎢夾雜問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)殘鈦屑料增加磁選設(shè)備、人工挑選工序的方法，將混入殘鈦中的異物、尤其是刀具碎塊徹底清除干凈。對(duì)于由于等離子焊接引入的鎢夾雜問(wèn)題，為了徹底消除鎢極可能產(chǎn)生的鎢夾雜隱患，改進(jìn)措施為：（1）將等離子焊箱槍頭鎢極改為銅極；（2）焊接工序全部在等離子焊箱內(nèi)完成，取消爐外手工等離子焊工序。這樣就可以完全避免鎢電極進(jìn)入鑄錠的可能性。