鈦合金結(jié)構(gòu)材料，由腹板和上下緣條通過角焊縫方式焊接而成，其中鈦板為近似正弦曲線的波紋形，位于上下緣條之中，厚度為2mm、緣條厚度為5mm。結(jié)構(gòu)件需要在緣條兩側(cè)施加拉力進行拉伸試驗和疲勞試驗，此時焊縫作為工作焊縫，對缺口很敏感。為了提高結(jié)構(gòu)件強度和疲勞壽命，焊縫質(zhì)量需滿足I級焊縫標準，并達到焊縫的全焊透。

對該結(jié)構(gòu)進行分析后，發(fā)現(xiàn)其焊縫的軌跡具有周期性，這適合于使用編程方式來實現(xiàn)焊縫的自動化焊接，但在焊接過程中會存在以下問題。
（1）為了保證角焊縫的焊接質(zhì)量，在焊接過程中，一般要求焊槍與緣條平面成一定角度，并垂直于焊縫軌跡，焊槍隨焊接軌跡不斷的擺動，其運動軌跡實際上為空間曲線。要求焊槍夾持機構(gòu)至少要有5 個自由度，才能滿足自動焊接要求。
（2）波紋腹板的曲率在曲面過渡處的圓弧半徑僅為11mm，在焊接過程中，焊槍隨焊接軌跡不斷地擺動，加上待焊零件表面呈波紋狀凸凹不平，這就使得本應(yīng)固定在焊槍前端的焊絲填充裝置和跟在焊槍后端的保護拖斗，難以在如此狹小的空間內(nèi)行走，因此鈦絲的填充和焊縫的保護在這種結(jié)構(gòu)中將十分困難實現(xiàn)。
（3）鈦合金焊接時，有兩大因素對焊縫質(zhì)量構(gòu)成嚴重影響。一是高溫下晶粒長大傾向大：鈦合金導(dǎo)熱性差，焊縫和近縫區(qū)在高溫下的停留時間長，使晶粒長大進一步加?。欢歉邷叵绿貏e是在熔融狀態(tài)下，鈦對H、N、O 等氣體元素有很強的化學(xué)親和性：由于這些氣體元素的作用，鈦合金表面很容易形成氣體飽和層，在焊縫中形成氣孔，由于氣體元素向鈦合金組織中的滲入和擴散，會導(dǎo)致焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋和氫脆，引起結(jié)構(gòu)的低壽命破壞。針對該結(jié)構(gòu)特點和焊接工藝難點進行了試驗，通過采用合適的工藝措施，可獲得了優(yōu)良的焊縫。

近20年來，隨著焊接技術(shù)的研究和應(yīng)用水平的進步，特別是在材料的焊接性能研究、自動化焊接工藝方法和工藝技術(shù)、結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)力變形控制以及焊接接頭力學(xué)性能和可靠性等方面的研究深入和水平提高，在“合于使用”的先進設(shè)計理念的引領(lǐng)下，鈦合金焊接結(jié)構(gòu)越來越廣泛地應(yīng)用到飛機的重要承力結(jié)構(gòu)上。事實上飛機重要承力件采用鈦合金焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢，在20世紀七八十年代前蘇聯(lián)研制的第3代軍用飛機上即得到了很好的印證，并引起了歐美航空制造界的高度重視。越來越多的資料報道表明，歐美航空制造業(yè)已經(jīng)將鈦合金焊接結(jié)構(gòu)從飛機的次承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用到主承力結(jié)構(gòu)上。鈦合金屬于高Al當量近α型鈦合金，具有與α型鈦合金相當?shù)暮附有阅芎徒咏?alpha;+β型鈦合金的工藝塑性，是我國先進飛機焊接用鈦合金的主要材料。

在未來幾年中，對鈦合金的加工需求將快速地增加。在不久的將來，這種材料在飛機中的使用量將大幅度上升。事實上，力航鈦業(yè)(sameco88.com)所指出的那樣，其在波音787飛機中使用的鈦合金量已超過以前所有波音機型的鈦合金使用量的總和。與此同時，這一飛機制造商的競爭對手也同樣在飛機中充分地使用鈦合金材料，還有新型軍用飛機，也在大量地使用著鈦合金。當所有這些飛機全部進進滿負荷生產(chǎn)時，對鈦合金零件的需求量將遠遠超過目前飛機供給鏈中現(xiàn)有的鈦合金加工能力。