钛/钢异种金属焊接的研究现状
发布时间：2021-06-11 07:45
实现钛与钢异种金属间的有效连接比较困难。为了探寻钛/钢的有效连接方法,在分析钛/钢异种材料的焊接性基础上,对钛/钢异种金属间的激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊等研究现状进行探讨。生成于接合界面的脆性金属间化合物是严重限制钛/钢异种金属接头性能的主要因素;选用合理的焊接工艺和添加适宜的中间层是实现钛/钢有效连接的重要途径。提出采用双层或多层金属的中间层来抑制界面金属间化合物生成是今后的研究方向。
【文章来源】：电焊机. 2016,46(11)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
焊缝横截面宏观形貌
ElectricWeldingMachineFe2Ti+Ti5Fe17Cr5→FeAl+Ti/FeTi+Fe2Ti+Ti5Fe17Cr5→FeAl+Ti。由不同偏移量的接头反应层组织可以看出，Ti-Fe金属间化合物的厚度对接头的力学性能有显著的影响。适当的焊接工艺下能够实现钛钢的有效连接，但是不能避免Ti-Fe脆性金属间化合物的生成。Hui-ChiChen[8]等人则采用改变脉冲波的形状实现了2.5mm纯钛与304不锈钢的有效焊接。试验方法主要设计了三种不同的脉冲波形实现脉冲能量的变化，脉冲波形如图2所示。这种梯度的脉冲波的使用使焊接过程中形成的焊缝宽度（1014μm）和熔化区域的面积均小于未改变脉冲波形状的，其接头强度（200MPa）达到了纯钛板强度（345MPa）的70%。焊接接头未出现微裂纹。但是接头显微组织的结果表明改变时间脉冲形状的脉冲激光焊接未能阻止Ti-Fe金属间化合物的形成。可以得出，合理的焊接参数能够实现钛/钢的有效连接，这成为钛/钢高能密度的一个研究重点。2.2钛/钢间接高能密度焊为了避免脆性的Ti-Fe金属间化合物的生成，国内外研究者在钛/钢的焊接过程中加入过渡层来抑制脆性金属间化合物的生成。2.2.1单一中间层的钛钢高能密度焊连接王廷[9]等人通过添加Cu中间层以及调整工艺等手段实现了钛/铜/钢的有效连接。通过添加1mm厚的Cu作为过渡层对2.5mm厚的β型Ti-15-3合金和304不锈钢进行电子束焊接。由于中间层厚度大于电子束的光斑半径，因此焊接采用双道焊接，先在铜中间层与钛结合面的0.3mm处采用9mA焊接电流进行焊接，然后在铜中间层和不锈钢的结合面处，采用8mA焊接电流进行焊接。图3a为接头横截面宏观图。试验发现，双道焊接可以有效避免Ti与Fe两相的混合，抑制了金属间化合物的形成，焊接接头强度达224MPa。但是不?
接头宏Fig.3Macrostructureofa
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于铜合金中间层的钛合金与不锈钢激光-电弧复合热源焊接研究[J]. 王红阳,李权,宋刚,刘黎明. 中国激光. 2016(05)
[2]钛钢异种材料激光焊接的温度场分布研究[J]. 胡小红,王玉玲,许杨. 汽车零部件. 2016(01)
[3]采用不同结构Cu/V填充层的钛合金/不锈钢电子束焊接试验[J]. 王廷,张秉刚,张艳桥,冯吉才,钟诗胜. 焊接学报. 2014(08)
[4]填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响(英文)[J]. 王廷,张秉刚,冯吉才. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)
[5]AgCuMnNiSiB钎料对TA2/Q345R的焊接性能研究[J]. 王轶,黄亮,操齐高,郑晶,贾志华. 热加工工艺. 2012(23)
[6]Electron beam welding of Ti-15-3 titanium alloy to 304 stainless steel with copper interlayer sheet[J]. 王廷,张秉刚,陈国庆,冯吉才,唐奇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(10)
[7]TA15钛合金与304不锈钢的电子束焊接[J]. 王廷,张秉刚,陈国庆,冯吉才. 焊接学报. 2010(05)
[8]轧制钛-钢复合板工艺综述[J]. 王敬忠,颜学柏,王韦琪,闫静亚,吴成. 材料导报. 2005(04)
本文编号：3224141
【文章来源】：电焊机. 2016,46(11)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
焊缝横截面宏观形貌
ElectricWeldingMachineFe2Ti+Ti5Fe17Cr5→FeAl+Ti/FeTi+Fe2Ti+Ti5Fe17Cr5→FeAl+Ti。由不同偏移量的接头反应层组织可以看出，Ti-Fe金属间化合物的厚度对接头的力学性能有显著的影响。适当的焊接工艺下能够实现钛钢的有效连接，但是不能避免Ti-Fe脆性金属间化合物的生成。Hui-ChiChen[8]等人则采用改变脉冲波的形状实现了2.5mm纯钛与304不锈钢的有效焊接。试验方法主要设计了三种不同的脉冲波形实现脉冲能量的变化，脉冲波形如图2所示。这种梯度的脉冲波的使用使焊接过程中形成的焊缝宽度（1014μm）和熔化区域的面积均小于未改变脉冲波形状的，其接头强度（200MPa）达到了纯钛板强度（345MPa）的70%。焊接接头未出现微裂纹。但是接头显微组织的结果表明改变时间脉冲形状的脉冲激光焊接未能阻止Ti-Fe金属间化合物的形成。可以得出，合理的焊接参数能够实现钛/钢的有效连接，这成为钛/钢高能密度的一个研究重点。2.2钛/钢间接高能密度焊为了避免脆性的Ti-Fe金属间化合物的生成，国内外研究者在钛/钢的焊接过程中加入过渡层来抑制脆性金属间化合物的生成。2.2.1单一中间层的钛钢高能密度焊连接王廷[9]等人通过添加Cu中间层以及调整工艺等手段实现了钛/铜/钢的有效连接。通过添加1mm厚的Cu作为过渡层对2.5mm厚的β型Ti-15-3合金和304不锈钢进行电子束焊接。由于中间层厚度大于电子束的光斑半径，因此焊接采用双道焊接，先在铜中间层与钛结合面的0.3mm处采用9mA焊接电流进行焊接，然后在铜中间层和不锈钢的结合面处，采用8mA焊接电流进行焊接。图3a为接头横截面宏观图。试验发现，双道焊接可以有效避免Ti与Fe两相的混合，抑制了金属间化合物的形成，焊接接头强度达224MPa。但是不?
接头宏Fig.3Macrostructureofa
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于铜合金中间层的钛合金与不锈钢激光-电弧复合热源焊接研究[J]. 王红阳,李权,宋刚,刘黎明. 中国激光. 2016(05)
[2]钛钢异种材料激光焊接的温度场分布研究[J]. 胡小红,王玉玲,许杨. 汽车零部件. 2016(01)
[3]采用不同结构Cu/V填充层的钛合金/不锈钢电子束焊接试验[J]. 王廷,张秉刚,张艳桥,冯吉才,钟诗胜. 焊接学报. 2014(08)
[4]填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响(英文)[J]. 王廷,张秉刚,冯吉才. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)
[5]AgCuMnNiSiB钎料对TA2/Q345R的焊接性能研究[J]. 王轶,黄亮,操齐高,郑晶,贾志华. 热加工工艺. 2012(23)
[6]Electron beam welding of Ti-15-3 titanium alloy to 304 stainless steel with copper interlayer sheet[J]. 王廷,张秉刚,陈国庆,冯吉才,唐奇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(10)
[7]TA15钛合金与304不锈钢的电子束焊接[J]. 王廷,张秉刚,陈国庆,冯吉才. 焊接学报. 2010(05)
[8]轧制钛-钢复合板工艺综述[J]. 王敬忠,颜学柏,王韦琪,闫静亚,吴成. 材料导报. 2005(04)
本文编号：3224141
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3224141.html
