钛/铜异种金属焊接方法研究现状

钛/铜焊接结构因其具有良好的力学性能和物理性能,在航天航空、电解加工和船舶海洋等行业中的应用越来越广泛。钛/铜异种金属焊接方法主要有固相扩散焊、钎焊、超声波焊、爆炸焊和摩擦焊、高能束电子束焊和激光焊、电弧焊冷金属过渡焊、等离子弧焊和钨极氩弧焊。文中论述了以上不同焊接方法连接钛/铜异种金属的国内外研究现状,并综述了钛/铜异种金属焊接的微观连接机理和部分合金元素对连接界面的影响。

工业纯钛TA2/紫铜T2异种金属CMT焊接接头的微观组织和腐蚀性能

采用冷金属过渡技术(CMT)对工业纯钛TA2和紫铜T2异种金属薄板进行对接焊.焊接过程中,使焊丝偏向铜的一侧,铜母材和焊丝熔化形成熔焊接头,熔化的填充材料润湿钛母材,形成钎焊界面,实现钛和铜的熔钎焊连接.使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和力学试验研究焊接接头的组织以及连接机理.在室温下10%HCl溶液中,研究钛/铜异种金属CMT焊接接头的腐蚀行为.结果表明,钎焊界面由Ti Cu,Ti2Cu,Al Cu2Ti等多种金属间化合物组成;焊缝区由铜基固溶体和Ti-Cu-Al-Ni-Fe五元素析出相组成;接头的抗拉强度达到205 MPa;焊接接头在室温10%HCl溶液中腐蚀7天后,钎焊界面出现腐蚀沟槽,14天后自行断裂.

Ti6Al4V/Cu异种金属激光焊接头组织及性能研究

为解决Ti/Cu异种金属焊接时形成TixCuy脆性相严重降低接头力学性能的问题,利用激光诱导钎焊反应方法对采用Nb做中间层的Ti6Al4V和Cu材料进行了焊接。将光束置于Ti6Al4V/Nb界面控制热输入使得Nb中间层部分熔化形成焊接接头。结果表明,在Ti6Al4V/Nb界面形成了由(Nb,Ti)固溶体组成的熔化区,依靠未熔化的Nb从熔化区吸取的热量使得Cu熔化从而润湿Nb,在Nb/Cu界面形成了Cu基和Nb基固溶体组成的钎焊连接层。因此,通过一次焊接形成了两个连接界面。Ti6Al4V和Nb被熔化焊连接,而Nb和Cu被钎焊连接,两个区域被未熔化的Nb隔开,从而抑制了TixCuy金属间化合物的形成。接头的抗拉强度达到225MPa,并且呈典型的韧性断裂模式。