浅析钛合金与铝合金异种金属焊接技术

浅析钛合金与铝合金异种金属焊接技术

甄晓瑞

身份证号： 13062719850727****

【摘要】钛合金与铝合金是当下金属材料中运用较多的两种材料，且应用范围较为广泛。碳合金与铝合金一般情况下是分类进行的使用，但特殊情况下两种材料会共同使用，这也就对金属焊接工作提出了更高的要求。文章就钛合金与铝合金异种金属的焊接技术进行分析，以促进异种焊接技术的应用与发展。

【关键词】钛合金 铝合金 异种金属 焊接

钛合金与铝合金在各行业中应用广泛，将两种金属进行焊接存在技术问题。两种金属熔点不同，也就导致焊接工作容易出现缺陷，也就极大的影响了材料性能的发挥。异种金属焊接技术能够将不同材质的金属材料进行焊接，以保障材料性能的发挥与使用质量。

一、钦合金与铝合金异种金属焊接技术的优势分析

钦合金和铝合金的特点在于耐腐蚀性较好，而且密度相对较低。当前条件下，复杂工况对工件的要求越来越高，加快了复合结构材料的发展，铝合金和钦合金构成的复合构件能够将两种材料的特性最大化的发挥出来。因为钦合金和铝合金在力学以及热物理学方面的性能出现一定的差异，导致焊接的时候很容易产生裂纹、气孔等问题，因为冶金反应产生金属间化合物导致Ti/A1异种金属在接头位置出现性能恶化等问题。

二、钦合金与铝合金异种金属焊接技木类型

由于钦合金与铝合金焊接的难度较大，因此近年来专家重点对该领域研究，并且提出了不同类型的焊接技术，具有代表性的有熔化焊、钎焊以及固相焊等。

熔化焊。在异种有色金属焊接技术研究的初期，由于熔化焊具有应有广泛、成本低等多方面的特征，因此专家便期望将此方法运用在铝合金与钦合金异种金属焊接当中。在铝合金与钦合金同时融化的情况下，会导致部分金属间化合物产物的脆性较大，严重影响到其脆性，特别是会出现焊接接头开裂的情况。对此，为了能够很好的对此问题进行解决，提出了借助于激光的方式来对焊接过程中的加热为止与热输入点进行控制。

固相焊。在钦合金与铝合金异种金属焊接的过程中，固相焊技术是较为常见的，具有代表性的类型有扩散焊、摩擦焊以及搅拌摩擦焊等。扩散焊。由于在异种金属焊接的过程中，扩散焊方式能够将其很好的结合，因此国内外学者对该领域的研究是较为深入的，并且所取得的效果也是非常显著的。为了能够实现接头实用价值的提升，国内学者姚为在对5A06铝合金与TA2钦合金焊接的过程中，将Nb当做组隔层，经过检测后得到焊接过程中所出现的化合物为AI₁₈Ti₂Mg₃，同时其剪切强度为105MPa。而学者Zeng则同样采用真空焊接技术，得到的接头强度在60MPa左右。通过以上研究与分析后，能够看出国内外学者在进行铝合金与钦合金焊接的过程中，接头的强度绝大多数在100MPa范围内，并且专家主要是将接头强度的提升作为核心。摩擦焊。在异种金属焊接技术领域中，摩擦焊技术是出现较早的技术。搅拌摩擦焊。关于搅拌摩擦焊，国内与国外学者对其都有着较为深入的研究。其中，国外学者Chen在对纯钦板与AI-Cu合金板焊接的过程中，则采用的是搅拌摩擦焊的方式，得到的结论为接头强度与焊接速度间的关系是较为密切的。而国内学者陈玉华在焊接LF6铝合金与丁C1钦合金的过程中，借助于搅拌摩擦焊的方式来执行，得到的结论为:焊接界面的边界处存在白亮颗粒状金属间化合物，并且铝合金与焊接界面不平整的情况。

钎焊。在钎焊技术领域中，具有代表性的类型有熔钎焊、直接钎焊以及间接钎焊三种方式。熔钎焊。在熔钎焊对异种金属焊接的过程中，主要适用于两种合金的熔点相差较大的情况。将铝合金与钦合金的焊接接头强度作为核心，后期又将重点放在化合物生成与控制、界面元素扩散等众多领域中，并且取得的效果是非常明显的。学者Kreim eyer提出在焊接阶段，接头用普通COz激光进行保护，在控制合理的情况下，那么接头的强度将会超过200MPao直接钎焊与间接钎焊。由于国外方面对该领域的研究较早，因此在20世纪80年代便开展了对直接钎焊的研究。有学者经过实验的方式来研究与分析，得到的结论为:在运用AI-10Si-1 Mg钎材料时，接头的强度为70MPa，而运用AI-10SI-1Sn和AI-30Ag-10Cu钎料时，其接头强度为38MPa。国内学者康慧同样对直接钎焊技术进行研究与分析，得到的结论为运用此方法其接头强度可达到70MPa。而针对于间接钎焊来说，其原理是将铝或铝合金涂抹在钦合金的表面，在此基础上来执行焊接，而间接钎焊技术中重点研究的问题是钦合金的涂覆过程，对接头强度与接头质量的影响是较大的。由于间接钎焊技术在温度较低的情况下也可进行相应的操作，同时不会对铝合金的性能产生一定的影响，因此能够将间接钎焊技术运用在精密复杂的结构件中，这也是得到广泛运用的重要因素。

三、结束语

在当下技术环境不断创新的背景下，异种金属焊接技术得到一定的创新与发展，也就拓展了金属材料的应用。焊接质量对材料的使用具有极大的影响作用，因此在进行焊接的过程中，焊接人员要根据材料性能选择相对的焊接技术，以保障材料焊接的质量。

【参考文献】

[1]刘欢,高晓龙,刘晶,马政芳,刘朝龙.钛/铜异种金属焊接技术研究进展[J].宝鸡文理学院学报(自然科学版).2019(01)

[2]罗平英.异种金属焊接问题及焊接工艺分析[J].四川水泥.2017(12)