锆（Zirconium）是一种化学元素，元素符号Zr原子序数是40，单质是一种高熔点金属，呈浅灰色。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。有耐腐蚀性，可溶于氢氟酸和王水，高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固溶体。
　　锆，原子序数40，原子量91.224，为银灰色金属，外观似钢，有光泽，熔点1852°C，沸点4377°C，密度6.49克/立方厘米。
　　锆容易吸收氢、氮和氧气；锆对氧的亲和力很强，1000°C氧气溶于锆中能使其体积显著增加。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。有耐腐蚀性，但是溶于氢氟酸和王水。高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固溶体。锆的可塑性好，易于加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料。锆的耐腐蚀性比钛好，接近铌、钽。锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属，且含有放射性物质。
　　锆的工业用途
　　吸气剂
　　锆和锂及钛一样能强烈地吸收氮、氢、氧等气体。当温度超过摄氏九百度，锆能猛烈地吸收氮气；在摄氏二百度的条件下，一百克金属锆能够吸收八百一十七升氢气，相当于铁的八十多万倍。锆的这种特性已被广泛利用，比如在电真空工业中，人们广泛利用锆粉涂在电真空元件和仪表的阳极和其他受热部件的表面上，吸收真空管中的残余气体，制成高度真空的电子管和其他电真空仪表，从而提高它们的质量，延长它们的使用时间。
　　冶金作用
　　锆还可以用作冶金工业的“维生素”，发挥它强有力的脱氧、除氮、去硫的作用。钢里只要加进千分之一的锆，硬度和强度就会惊人地提高；含锆的装甲钢、不锈钢和耐热钢等，是制造装甲车、坦克、大炮和防弹板等国防武器的重要材料。把锆掺进铜里，抽成铜线，导电能力并不减弱，而熔点却大大提高，用作高压电线非常合适。含锆的锌镁合金，又轻又耐高温，强度是普通镁合金的两倍，可用到喷气发动机构件的制造上。
　　另外，锆粉的特点是着火点低和燃烧速度快，可以用作起爆雷管的起爆药，这种高级雷管甚至在水下也能够爆炸。锆粉再加上氧化剂。这好比火上加油，燃烧起来强光眩目，是制造曳光弹和照明弹的好材料。
　　锆合金
　　锆合金以锆为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有锡、铌、铁等。锆合金在300～400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面，对核燃料有良好的相容性，多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料。此外，锆对多种酸、碱和盐有优良的抗蚀性，与氧、氮等气体有强烈的亲和力，因此锆合金也用于制造耐蚀部件和制药机械部件，在电真空和灯泡工业中被广泛用作非蒸散型消气剂。
　　工业规模生产的锆合金有锆锡系和锆铌系两类。前者合金牌号有Zr-2、Zr-4，后者的典型代表是Zr-2.5Nb。在锆锡系合金中，合金元素锡、铁、铬、镍可提高材料的强度、耐蚀性和耐蚀膜的导热性，降低表面状态对腐蚀的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆，Zr-4合金用于压水堆。在锆铌系合金中，铌的添加量达到使用温度下锆的晶体结构的固溶极限时，合金的耐蚀性最好。锆合金有同质异晶转变，高温下的晶体结构为体心立方，低温下为密排六方。锆合金塑性好，可通过塑性加工制成管材、板材、棒材和丝材；其焊接性也好，可用以进行焊接加工。
　　军事用途
　　从军工上来看，钢里只要加进千分之一的锆，硬度和强度就会惊人地提高。含锆的装甲钢、大炮锻件钢、不锈钢和耐热钢等是制造装甲车、坦克、大炮和防弹板等武器的重要材料。
　　从原子能和核能上来看，锆有突出的核能性，是发展原子能工业不可缺少的材料，中国的大型核电站普遍都用锆材，如果用核动力发电，每一百万千瓦的发电能力，一年就要消耗掉20到25吨金属锆。一艘三万马力的核潜艇所用的锆合金作核燃料的包套和压力管，使用量即可达20至30吨。
　　锆是一种稀有金属，具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。“神六”上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品，其抗腐蚀性能远不如锆，其熔点1600度左右，而锆的熔点则在1800度以上，二氧化锆的熔点更是高达2700度以上，所以锆作为航空航天材料，其各方面的性能大大优越于钛。
　　锆材的焊接性
　　1.锆材的焊接性分析
　　1）强的氧化性
　　锆的化学活性很强，它们很易与空气中的氮、氧等气体发生反应，如锆与氧在200℃时开始反应，与氢在300℃时开始反应，与氮在400℃时开始反应，当焊缝金属中的含氧量增至0.5%时，即生成脆性的化合物，此化合物导致焊接接头的塑性显著降低，强度增高，并使焊接接头耐高温、高压的腐蚀性能下降，以致影响到整个焊接结构的服役期限。因此在焊接锆材时应采用严格的焊前清理程序，以及高纯度的氩气保护焊缝金属和热影响区。
　　2）接头易脆化
　　在焊件冷却过程中热影响区金属有可能析出复杂的金属间化合物（如ZrCr2和Zr2Fe）、氧化物、氮化物等，这些脆性析出物将导致焊缝及热影响区金属的强化，而塑性显著降低，为此，在焊接工艺上应采取保护措施，使焊缝金属避免受到污染。
　　3）气孔敏感性强
　　锆焊接时气孔是经常碰到的一个问题，产生气孔的原因主要有两点，其一是氩气、母材、焊丝中的H2、O2、及H2O含量提高会明显使焊缝气孔增加；其二，锆及其合金坡口附近及焊丝表面常受到外部杂质的污染，包括水份、油脂、氧化物、尘埃等，这些杂质如不彻底清除，会导致焊接接头形成气孔和裂纹。因此焊接锆时应采用严格的焊前清理程序及采用高纯度的氩气。
　　2.焊接方法
　　锆材焊接最常用的焊接方法钨极氩弧焊，直流正极性；主要是通过焊枪喷嘴加拖尾保护罩及管内通氩气进行保护，防止焊缝和热影响区氧化；并应在清洁间内焊接，或在安装口施工时，采用临时的防风棚，减少焊缝内可能出现的气孔缺陷。
　　3.焊接材料
　　1）氩气
　　锆材焊接采用高纯氩气（氩气纯度≥99.999%）作为保护气体；由于锆对氧气的敏感性，锆材焊接须采用集气管，把几瓶氩气并联起来使用，以增大氩气的供应量，用适当加大氩气量的方法来隔离氧气、氮气。在正式焊接、更换氩气瓶或集气管时，须检查氩气纯度。
　　2）焊丝
　　焊丝成分与母材化学成分相同，型号为ErZr-2；所用焊丝必须有质量证明书或材质合格证；
　　焊丝使用前，必须用丙酮或酒精去除表面的油脂等杂物，严禁使用四氯化碳一类氯化烃作为脱脂溶剂，清洁后的焊丝拿放须戴洁净手套；
　　清理完30分钟内必须用完，否则用前应重新清理。
　　4.焊前清理
　　1）焊前应对坡口及其附近区域进行认真地清理。在焊口组对前采用丙酮等溶剂清除坡口两侧75mm范围内的水及污物，再用不锈钢刷或细锉刀等工具去除距焊缝至少25mm以上的氧化物.
　　2）焊丝使用前，必须用丙酮或酒精去除表面的油脂等杂物，严禁使用四氯化碳一类氯化烃作为脱脂溶剂，清洁后的焊丝拿放须戴洁净手套。清理完30分钟内必须用完，否则用前应重新清理。
　　3）用于锆材工具严禁与清理其它金属的工具接触。
　　5.焊接保护
　　1）锆材质管道焊接时应温度超过350℃的焊缝及热影响区正反面进行保护，通常反面采用充氩保护，正面采用拖罩及喷嘴进行保护（根据管径的大小选用不同尺寸的拖罩），各种形式的保护拖罩见图1。
　　2）焊接时尽量采用大直径的喷嘴保护熔池，喷嘴的直径一般取12mm～25mm，喷出的氩气应保持稳定的层流状态，且焊接时喷嘴距焊件的距离要尽可能小，以提高保护效果；
　　3）采用氩气拖罩保护热态焊缝及热影响区，拖罩固定在焊炬喷嘴上，随着焊炬一起移动进行保护；拖罩形式应根据管径大小和壁厚制作不同长度，随着管径和壁厚的增大拖罩相应加长加宽，拖罩宽一般为25mm～60mm，长为40mm～100mm。
　　6.焊接要点：
　　1）锆材焊接在焊缝内引弧，每层、每道焊缝接头处错开50mm以上，根部焊缝尽量一次性连续焊接完。
　　2）焊接时，采用回焊法，以减少起弧时，磁嘴处氩气纯度不够造成的焊接缺陷；
　　3严格控制层间温度，层间温度不得高于100℃。
　　4）在焊接锆材金属过程中焊工应将焊丝的摆动严格控制在最小范围内，将焊丝的端头在焊接过程中全部时间均处于气体保护中，用过焊丝继续使用时，须将端头剪掉。
　　5）焊接完毕时，焊丝不要抽出，仍要置于氩气的保护之下，直至完全冷却；在正式焊接前的充氩时间为焊接不锈钢时的5~10倍，确保把空气置换干净；
　　6）对于焊缝，其熔敷焊道表面出现的缺陷应在施焊下道焊道时去除，特别应注意火口裂纹和熔痕。同时避免电弧在接头外面的母材上造成划痕。
　　7.质量控制
　　7.1焊缝外观成型良好，外型平滑过度，焊缝宽度以盖过坡口边缘2mm为宜，焊缝母材不得低于母材表面。
　　7.2焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣等杂质。
　　7.3颜色检查：
　　焊接完毕，浅黄色到淡蓝色表明焊缝已被氧化，需要用不锈钢丝刷清除，银白色表示保护良好。