2020年巴林大奖赛上，当罗曼·格罗斯让（Romain Grosjean）的哈斯赛车断裂起火时，是钛合金“光环装置”（halo）最终救了他一命。但鲜为人知的是，一项突破性焊接技术对确保光环装置在千钧一发之际发挥设计强度起到了关键作用。

作为F1安全体系的核心组件，光环装置在2018年引入之初曾遭遇强烈反对。然而随着格罗斯让的熊熊烈火（2020巴林站）、周冠宇的惊空翻转（2022银石站）以及维斯塔潘与汉密尔顿的激烈碰撞（2021蒙扎站）等重大事故的验证，这一驾驶舱保护装置已用无可辩驳的事实让质疑者噤声。

但很少有人知道的是，要制造出符合国际汽联安全标准的光环装置——其强度必须足以承受相当于一辆伦敦双层巴士重量的冲击力——这对传统生产工艺构成了难以逾越的技术壁垒。这不仅需要采用高规格钛合金材料，更依赖创新的完美焊接工艺来保持材料的关键性能。

焊接钛的挑战

到2017年底，参与国际汽联（FIA）生产光环装置招标的公司（包括最终赢得合同的一方）不具备将光环装置的五个钛部件焊接到尽可能高质量的内部技术能力。就在那时，他们求助于荷兰公司LKN WeldCompany BV的钛专业部门。经过近四周的紧张研发，他们成功地将零件焊接在一起，完全保留了钛的技术特性，并确保光环装置符合FIA的严格标准。

LKN WeldCompany创始人兼首席执行官Patrick Wouterse在接受采访时表示，“钛是活性金属，会与空气中的元素发生反应——即使在室温下也会形成氧化层。正是这种特性赋予其卓越的抗腐蚀性：氧化膜一旦形成就能阻止进一步氧化，因此钛合金在化工领域应用广泛。”

但就光环装置而言，关键性能指标不仅是抗腐蚀性，更在于其强度重量比。Wouterse强调：“特别是用于光环装置的5级钛合金，其强度远超钢材却显著轻量化，要达到同等强度，不锈钢需15毫米厚度而钛合金仅需5毫米。这正是航空航天领域广泛采用钛合金的原因，也是其被选作光环材料的关键——在确保极致结构强度的同时，最大限度控制赛车增重。”

创新：在清洗室内实现完美的焊接工艺

通常，焊工用局部惰性气体（如氩气）保护该区域，以保护熔融金属。但对于钛来说，这还不够。“热量向外辐射——周围的材料可以达到1,000摄氏度。但仅仅在150度时，钛就已经开始吸收氧气。”Wouterse说，“你实际上可以看到损坏——钛会变色。银色表示性能完好无损，而金色表示出现了非常轻微但可以接受的恶化。但是，如果它变成蓝色、紫色或绿色，则材料基本上会毁掉。”

为了解决这个问题，Wouterse和他的团队花了数年时间完善了一种独特的焊接工艺，建造了专门的焊接吹扫室，以便焊接可以在惰性气体环境中进行。

Wouterse说，“这听起来很简单 - 只需将零件放入盒子中并充满氩气 - 但它非常复杂”，“问题是吹扫室中始终残留少量氧气。我们主要用氩气、氦气和氖气填充腔室。但氩很重，氧很轻，而氦甚至更轻。即使是在手套内移动手时产生的最轻微的湍流也会混合气体并提高氧气水平。”“我们必须想办法将氧气浓度降低到百万分之几，”“从腔室的形状到墙面饰面，一切都会影响结果。所以这一切都非常复杂。并且至少有15个其他变量都必须完美才能获得正确的值。

过去二十年间，Wouterse始终专注于这项工艺。通过LKN WeldCompany BV公司，他建立了卓越声誉，使公司在航空航天、能源、化工、核能、制药及汽车等领域的特种焊接项目中获得全球青睐。