【摘 要】
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钛/铝异种金属由于在物理、化学性能上的严重不匹配,在传统熔化焊接中易产生大量脆性金属间化合物,极大地降低了钛/铝异种接头的力学性能,被认为具有很差的熔焊焊接性。当对钛/铝异种金属使用熔-钎焊方法进行焊接时,接头的成形及性能得到了明显改善,然而钛/铝异种金属的单面熔-钎焊仍存在接头厚度方向上组织分布不均匀的问题。为改善钛/铝异种接头厚度方向上的组织差异,使用SAl 5183焊丝,采用双面冷弧MIG组
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钛/铝异种金属由于在物理、化学性能上的严重不匹配,在传统熔化焊接中易产生大量脆性金属间化合物,极大地降低了钛/铝异种接头的力学性能,被认为具有很差的熔焊焊接性。当对钛/铝异种金属使用熔-钎焊方法进行焊接时,接头的成形及性能得到了明显改善,然而钛/铝异种金属的单面熔-钎焊仍存在接头厚度方向上组织分布不均匀的问题。为改善钛/铝异种接头厚度方向上的组织差异,使用SAl 5183焊丝,采用双面冷弧MIG组合熔-钎焊方法,对Ti-TA2/5A06Al异种金属进行焊接,研究了不同焊接参数对钛/铝异种接头组织及性能的影响,并通过对比分析获得合理的优化工艺参数范围。研究了正面焊接热输入、坡口角度、正面焊丝偏移量对接头的正、背面宏观成形、横截面形貌、显微组织及抗拉强度的影响规律。获得优化的焊接热输入范围为E=0.94k J/cm～1.24 k J/cm;坡口角度范围为θ=35°～45°;焊丝偏移量范围为d=-1.0 mm～+1.0 mm,接头的抗拉强度值超过300 MPa。当热输入较低时,焊缝成形不良,界面冶金结合不足,接头抗拉强度较低;当热输入适中时,焊缝表面成形良好,界面反应充分,接头抗拉强度最高;当热输入过大时,出现烧穿缺陷,钛母材部分熔化,接头抗拉强度降低。当坡口角度较小时,焊缝成形较好,但界面组织差异较大,接头抗拉强度较低;当坡口角度适中时,焊缝表面成形良好,界面冶金结合充分,接头抗拉强度较高;当坡口角度过大时,界面冶金结合不足,接头抗拉强度降低。当焊丝偏钛过多时,焊缝成形较好,但钛母材部分熔化,接头抗拉强度较低;随着焊丝向铝母材侧偏移,焊缝表面成形良好,界面发生充分的冶金结合,接头抗拉强度较高;当焊丝偏铝过多时,出现烧穿缺陷,接头抗拉强度降低。优化焊接工艺后获得的钛/铝异种接头中,界面中上部局部区域,钛与焊缝之间通过形成均匀的Ti3Al层、锯齿状Ti Al3层双层结构实现钎焊结合;界面其他位置钛与焊缝之间通过形成单层Ti Al3层实现钎焊结合。拉伸过程中,钛/铝接头均断裂于Ti/Al界面附近,呈现脆-韧混合型断裂机制。
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