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
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)。