國韻電子對鈦合金與不銹鋼的焊接性分析

　　新的一年，國韻電子為大家真誠推出各類高頻釬焊機(jī)，高頻淬火設(shè)備，今天我們?yōu)榇蠹抑v解一下鈦合金與不銹鋼的焊接性分析。

　　鈦合金的主要成分鈦和不銹鋼的主要成分鐵都屬于高熔點(diǎn)材料，如果采用熔化焊接的方法進(jìn)行二者的連接則加熱溫度很高，在焊接加熱和冷卻的過程中會產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力。

　　另外二者的熔點(diǎn)相差140℃，在焊接過程中熔點(diǎn)低的材料達(dá)到熔化狀態(tài)時，熔點(diǎn)高的材料仍呈固體狀態(tài)，這時已經(jīng)熔化的材料容易滲入過熱區(qū)的晶界，會造成低熔點(diǎn)材料的流失、合金元素?zé)龘p或蒸發(fā)，使焊接接頭難以焊合。

　　二者之間的金屬間化合物的問題。由于鈦的金屬性活潑，與多數(shù)金屬連接時將在界面上形成脆性相。鈦合金與不銹鋼連接時同樣也存在著金屬間化合物和材料氧化的問題。

　　不銹鋼中的合金元素鉻和鎳也能夠與鈦形成脆性的金屬間化合物，同時鈦還是強(qiáng)碳化物形成元素，與鋼中的碳會化合形成形成脆性的TiC。鈦、鐵、鉻和鎳之間還可能形成多元復(fù)合脆性金屬間化合物，使焊縫進(jìn)一步脆化，進(jìn)一步降低接頭性能。

　　二者熱導(dǎo)率和比熱容的差異。材料的熱導(dǎo)率和比熱容會使焊縫金屬的結(jié)晶條件變壞，晶粒嚴(yán)重粗化，并影響難熔金屬的潤濕性能。二者線膨脹系數(shù)的差異。鐵的線膨脹系數(shù)大約是鈦的1.5倍。

　　線膨脹系數(shù)越大的材料，熱膨脹率越大，冷卻時收縮也越大，而線膨脹系數(shù)不同的異種材料的焊縫結(jié)晶時就會產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力。這種焊接應(yīng)力不易消除，往往會導(dǎo)致產(chǎn)生很大的焊接變形。

　　由于焊縫兩側(cè)材料承受的應(yīng)力狀態(tài)不同，容易導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至導(dǎo)致焊縫金屬與母材的剝離。氧化產(chǎn)物也會顯著降低焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性。鈦和不銹鋼在高溫下易氧化，從而降低接頭質(zhì)量。

　　高溫下鈦易于與空氣中的氫、氧和氮發(fā)生反應(yīng)。鈦在250℃以上開始吸收氫，在400℃以上開始吸收氧，從600℃開始吸收氮。焊接材料的氧化會使得焊接區(qū)被這些氣體污染而脆化，甚至產(chǎn)生氣孔。

　　異種金屬連接結(jié)構(gòu)具有組元金屬的綜合性能優(yōu)勢，但是由于異種金屬之間物理、化學(xué)和力學(xué)性能差異巨大，采用常規(guī)焊接方法容易出現(xiàn)冶金不相容性的問題，在界面形成脆性化合物相，以及由于熱物理性能不匹配產(chǎn)生殘余應(yīng)力等嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量和性能的問題，因此大大限制了異種金屬焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)上的應(yīng)用。

　　在進(jìn)行鈦合金與不銹鋼的連接時，解決上述問題的關(guān)鍵在于對脆性相的種類、數(shù)量、分布形態(tài)進(jìn)行研究，對其加以控制和改善，以提高接頭的塑性和韌性。

　　同時在使用我們推出的高頻釬焊機(jī)等設(shè)備時需要選用適當(dāng)?shù)暮附臃椒昂附庸に噮?shù)，減小焊接應(yīng)力，減小連接界面的金屬間化合物的體積分?jǐn)?shù)，采用有效的保護(hù)措施，避免焊接時被焊材料的氧化及吸氣，從而實(shí)現(xiàn)二者高質(zhì)量的連接。國韻電子預(yù)祝大家在新一年里有更好的發(fā)展。