钢与钛合金焊接ppt课件.ppt

钢与有色金属的焊接钢与有色金属的焊接3雷永平雷永平钢与钛及其合计的焊接钢与钛及其合计的焊接特点：特点： 钛及钛合金密度小，热膨胀系数小（钛及钛合金密度小，热膨胀系数小（4.5 g/cm-3），道导热性差，摩擦系），道导热性差，摩擦系数大，弹性模量较低，不利于结构的刚度。工业纯钛有很高的化学活数大，弹性模量较低，不利于结构的刚度。工业纯钛有很高的化学活性，生成致密氧化膜，在不同条件下性，生成致密氧化膜，在不同条件下(酸、碱、温度酸、碱、温度)有很好的耐蚀性有很好的耐蚀性（500 ）。）。 强度高，良好的塑性和韧性，足够的抗腐蚀性和高温强度，最为突出强度高，良好的塑性和韧性，足够的抗腐蚀性和高温强度，最为突出的特点是比强度高。的特点是比强度高。 因而，在石油、化工、航空航天以及原子能工业生产中得到了广泛应因而，在石油、化工、航空航天以及原子能工业生产中得到了广泛应用，尤其是用，尤其是钢钢+铁铁的双金属焊接结构应用更为广泛。的双金属焊接结构应用更为广泛。 因此，对钢与钛焊接的研究更为迫切。因此，对钢与钛焊接的研究更为迫切。 钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接1、钛合金特点、分类及性能、钛合金特点、分类及性能钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接钛合金钛合金的分类的分类工业纯钛（工业纯钛（ TA1，TA2，TA3）钛合金钛合金钛合金（钛合金（TA4，TA5，TA6.） 钛合金钛合金（TB1，TB2 .） 钛合金钛合金（TC1，TC2，TC3.）1、钛合金特点、分类及性能、钛合金特点、分类及性能钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接工业纯钛工业纯钛（ TA1，TA2，TA3）Ti在在885以下为密排六方以下为密排六方钛合金钛合金Ti在在885以上为体心立方以上为体心立方钛合金钛合金TiTi在在885885发生同素异构转变发生同素异构转变纯钛中杂质：纯钛中杂质：H H、O O、FeFe、SiSi、C C、N N等等O O、N N、H H形成形成间隙固溶体间隙固溶体，FeFe、SiSi等形成等形成置换固溶体置换固溶体，固溶强化（强度、，固溶强化（强度、硬度提高，塑性、韧性下降），但硬度提高，塑性、韧性下降），但H H使钛的冲击韧性急剧下降，使钛的冲击韧性急剧下降，氢脆。氢脆。1、钛合金特点、分类及性能、钛合金特点、分类及性能钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接钛合金钛合金钛合金钛合金：加入：加入Al、稳定稳定相，中性元素相，中性元素Sn、Zr。加入加入Al 5，再结晶温度再结晶温度600 800 ，耐热性提高，减少，耐热性提高，减少H的敏感的敏感性，过多（性，过多（7），），Ti3Al相相脆性。脆性。 钛合金高温强度高、韧性好，抗氧化能力强，钛合金高温强度高、韧性好，抗氧化能力强，焊接性好焊接性好，组织稳定，组织稳定，但加工性比但加工性比钛合金和钛合金和钛合金差，钛合金差，不同进行热处理强化不同进行热处理强化，只是，只是600 700 退火消除加工硬化，退火消除加工硬化， 500 600 不完全退火消除焊接不完全退火消除焊接残余应力。残余应力。钛合金钛合金：含有：含有稳定元素，含稳定元素，含Mo、V、Cr。通过时效热处理，单一相。通过时效热处理，单一相加工性能良好，但高温性能差，焊接性很差，易于形成冷裂纹，焊接结加工性能良好，但高温性能差，焊接性很差，易于形成冷裂纹，焊接结构中很少用。构中很少用。1、钛合金特点、分类及性能、钛合金特点、分类及性能钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接钛合金钛合金 钛合金钛合金：两相，含有：两相，含有Al，稳定，稳定相，中性元素相，中性元素Sn、Zr， 相稳定相稳定元素（元素（6）。）。 具有具有和和相的优点，相的优点，即高温变形能力和热加工性，又可热处理提高即高温变形能力和热加工性，又可热处理提高强度。强度。 TC4（Ti6Al4V）是广泛应用的是广泛应用的钛合金，钛合金，不同热处理下两相比例、不同热处理下两相比例、性质、形态不同。具有良好的压力加工性和焊接性。性质、形态不同。具有良好的压力加工性和焊接性。1、钛合金特点、分类及性能、钛合金特点、分类及性能1、钛合金的特点、钛合金的特点钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接国外在国外在20 世纪世纪50年代就开始进行研究年代就开始进行研究. 美国在美国在1956 年第一次对钛与钢直接进行点焊年第一次对钛与钢直接进行点焊,由于接头发脆没有成功由于接头发脆没有成功。一般认为铁在一般认为铁在-Ti 中溶解度极小中溶解度极小,这样在钛这样在钛-铁焊缝中除了有铁在铁焊缝中除了有铁在-Ti 中的固溶体外中的固溶体外,还形成了还形成了脆性的脆性的TiFe 型型-金属间化合物金属间化合物,这些相的硬度这些相的硬度达达Hv600 ,有的甚至到有的甚至到Hv8001050 ,致使致使焊缝发脆焊缝发脆,在冷却过程中形在冷却过程中形成裂纹成裂纹,TiFe 型及型及TiC 等脆性相是导致焊缝开裂的主要原因。等脆性相是导致焊缝开裂的主要原因。为使钛与铁能焊在一起为使钛与铁能焊在一起,必须在焊接过程中避免产生这些脆性相必须在焊接过程中避免产生这些脆性相,解决这解决这个问题的途径可以归纳为以下几种个问题的途径可以归纳为以下几种: (1) 用一种与钛、铁两元素能形成连续的或宽范围固溶体的金属来用一种与钛、铁两元素能形成连续的或宽范围固溶体的金属来直接直接进行焊接进行焊接; (2) 用一种或两种与钛、铁两元素有好的可焊性的金属作为用一种或两种与钛、铁两元素有好的可焊性的金属作为中间填料中间填料,使钛与钢间接地焊接起来使钛与钢间接地焊接起来; (3) 采用低于钛、铁熔点的焊接方法。采用低于钛、铁熔点的焊接方法。钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点111钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点 接头区脆化：接头区脆化：540以上，氧化膜疏松，与以上，氧化膜疏松，与O、N、H等反应快，接头塑性韧性降低。等反应快，接头塑性韧性降低。300 以上吸以上吸H，600 以上吸以上吸O，700 以上吸以上吸N，O、高温固溶，强度提高，塑性下降；、高温固溶，强度提高，塑性下降；N会形成脆性相会形成脆性相TiN。H是是相稳定元素，相稳定元素，325 发生共析反应：发生共析反应： （TiH2），片状或针状存在，裂纹源，降低塑性和韧性，），片状或针状存在，裂纹源，降低塑性和韧性，焊接中严格控制焊接中严格控制H来源。来源。钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点 接头区脆化：接头区脆化： 常温时，常温时，C 在在钛中溶解度钛中溶解度0.13，间隙固溶，强度提高，塑性下降。，间隙固溶，强度提高，塑性下降。饱和析出饱和析出TiC，网状分布，塑性降低，焊接裂纹。，网状分布，塑性降低，焊接裂纹。 所以，所以，C0.1. 合金元素：合金元素：Al、Ni、Si、Nb、Cr、Mn、Mo等。等。焊接时采用高纯度惰性气体或无氧氟氯化物焊剂焊接时采用高纯度惰性气体或无氧氟氯化物焊剂钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点 焊接裂纹：焊接裂纹： 熔点高，热容量大，导热性差，形成的熔池大，焊缝和热影响区金属熔点高，热容量大，导热性差，形成的熔池大，焊缝和热影响区金属高温停留时间长，晶粒长大，降低接头塑性和韧性，易于产生焊接裂高温停留时间长，晶粒长大，降低接头塑性和韧性，易于产生焊接裂纹。纹。O、H、N多时，焊缝和多时，焊缝和HAZ变脆，易于产生冷裂纹，延迟裂纹变脆，易于产生冷裂纹，延迟裂纹焊缝气孔：焊缝气孔：氩气、母材、焊丝中氩气、母材、焊丝中O2、N2、H2、CO2、H2O都可以引起气孔都可以引起气孔其中其中H是形成气孔的组要气体。是形成气孔的组要气体。措施措施：加强清理（机械清理和化学清理），缩短焊接时间，良好的焊接：加强清理（机械清理和化学清理），缩短焊接时间，良好的焊接工艺等。工艺等。钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点 钛及钛合金密度小，强度高，良好的塑性和韧性，足够的抗腐蚀性和钛及钛合金密度小，强度高，良好的塑性和韧性，足够的抗腐蚀性和高温强度，最为突出的特点是比强度高。高温强度，最为突出的特点是比强度高。 因而，在石油、化工、航空航天以及原子能工业生产中得到了广泛因而，在石油、化工、航空航天以及原子能工业生产中得到了广泛应用，尤其是钢应用，尤其是钢+铁的双金属焊接结构应用更为广泛。铁的双金属焊接结构应用更为广泛。 因此，对钢与钛焊接的研究更为迫切。因此，对钢与钛焊接的研究更为迫切。 钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钛及钛合金焊接特点、钛及钛合金焊接特点 图图12所示为铁钛合金状态图。铁在钛中的溶解度极低，焊接时焊缝所示为铁钛合金状态图。铁在钛中的溶解度极低，焊接时焊缝金属中容易形成金属间化合物金属中容易形成金属间化合物FeTi、Fe2Ti，使接头金属塑性严重下，使接头金属塑性严重下降，脆性增加。与不锈钢焊接时，钛还会与降，脆性增加。与不锈钢焊接时，钛还会与Fe、Cr、Ni形成更加形成更加复复杂的金属间化合物，使焊缝严重脆化，甚至产生裂纹、气孔杂的金属间化合物，使焊缝严重脆化，甚至产生裂纹、气孔。因此，。因此，最好避免采用熔焊方法，尽量采用最好避免采用熔焊方法，尽量采用压焊或钎等压焊或钎等方法。方法。 2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接铁的比重与线膨胀系数分别为钛的铁的比重与线膨胀系数分别为钛的1. 7 倍与倍与1. 6倍倍,而导热系数更为钛的而导热系数更为钛的5. 5 倍倍2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接 TiFe 相是硬脆的金属间化合物相是硬脆的金属间化合物, 在在Ti 与与Fe 组成的合金中组成的合金中, 它剧烈地它剧烈地提高合金的强度提高合金的强度, 但显著地降低塑性。含有但显著地降低塑性。含有0. 14 %Fe 的钛的钛,它的它的硬度为硬度为Hv199 ,而当含而当含Fe量为量为2. 2 %时时,硬度则提高到硬度则提高到Hv450 ,则相则相应地从应地从18. 5 %降低到降低到2. 5 %。 当钛与钢直接熔焊时当钛与钢直接熔焊时,焊缝中的含铁量会超过在钛中的溶解度范焊缝中的含铁量会超过在钛中的溶解度范围围,在焊缝中极易形成在焊缝中极易形成脆性的金属间化合物脆性的金属间化合物。除金属间化合物外。除金属间化合物外,焊缝中还有与金属间化合物形成的焊缝中还有与金属间化合物形成的低熔点共晶体低熔点共晶体2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接高温下钛易于吸收氢、氧、氮。从高温下钛易于吸收氢、氧、氮。从250开始吸收氢，从开始吸收氢，从400开始吸开始吸收氧，从收氧，从600开始吸收氮，使焊接区被这些气体污染而脆化，甚至开始吸收氮，使焊接区被这些气体污染而脆化，甚至产生气孔。焊接时，加热到产生气孔。焊接时，加热到400以上的区域必须用惰性气体保护。以上的区域必须用惰性气体保护。钛及钛合金的热导率大约只有钢的钛及钛合金的热导率大约只有钢的1/6，弹性模量只有钢的，弹性模量只有钢的1/2。由于。由于热导率较小，焊接时容易引起热导率较小，焊接时容易引起变形变形。可以采用刚性夹具、冷却压块、。可以采用刚性夹具、冷却压块、反变形及选用合适的焊接工艺等方法防止和减少变形。反变形及选用合适的焊接工艺等方法防止和减少变形。焊后应进行退火消除内应力。退火工艺应根据合金牌号、结构形式和焊后应进行退火消除内应力。退火工艺应根据合金牌号、结构形式和应力大小及分布状态诸因素来决定，一般在应力大小及分布状态诸因素来决定，一般在550650下保温下保温14h。退火处理最好在真空或氩握中进行，在空气中热处理的零件要进行退火处理最好在真空或氩握中进行，在空气中热处理的零件要进行酸洗，以清除氧化膜。酸洗，以清除氧化膜。 2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接 从从钛钢钛钢直接熔焊试样的微观分析及有关文献报道看直接熔焊试样的微观分析及有关文献报道看,要取得塑性要取得塑性的钛钢直接熔焊接头是的钛钢直接熔焊接头是不可能的不可能的, 加中间填料加中间填料,使它们间接地焊使它们间接地焊接起来是目前的可行方案。接起来是目前的可行方案。中间填料一般需要具备以下条件中间填料一般需要具备以下条件: (1) 与两种基体与两种基体(钛及钢钛及钢) 分别有好的焊接性分别有好的焊接性, 这是基本条件这是基本条件; (2) 要有一定的强度要有一定的强度; (3) 耐腐蚀性要好。耐腐蚀性要好。后两个条件可视产品要求而定。后两个条件可视产品要求而定。2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接铌铜组合作中间填料铌铜组合作中间填料 用铌与铜组合做中间填料用铌与铜组合做中间填料,使钛与钢间接地焊接起来使钛与钢间接地焊接起来,这样就形成钛铌这样就形成钛铌铜钢接头。用的材料是铜钢接头。用的材料是TA5 钛板、纯铌板、钛板、纯铌板、1Cr18Ni9Ti 不锈钢板、不锈钢板、10 号低碳钢板及青铜板。钛铌铜钢接头本身存在着号低碳钢板及青铜板。钛铌铜钢接头本身存在着3 组接头组接头:即即铌钛、铜钢及铌铜。铌钛、铜钢及铌铜。钛铌接头从钛铌接头从TiNb 二元状态图看二元状态图看, 该两元素形成无限固溶体该两元素形成无限固溶体,有很好的互有很好的互溶特性溶特性,不产生脆性的金属间化合物。如果用高纯度合金及焊丝不产生脆性的金属间化合物。如果用高纯度合金及焊丝,在保护在保护气氛中进行焊接气氛中进行焊接,将能得到高塑性、无裂纹的钛铌接头。将能得到高塑性、无裂纹的钛铌接头。2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接铌铜组合作中间填料铌铜组合作中间填料钛铌铜钢接头本身存在着钛铌铜钢接头本身存在着3 组接头组接头:即铌钛、铜钢及铌铜。即铌钛、铜钢及铌铜。2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接铌铜组合作中间填料铌铜组合作中间填料钛铌铜钢接头本身存在着钛铌铜钢接头本身存在着3 组接头组接头:即铌钛、铜钢及铌铜。即铌钛、铜钢及铌铜。2、钢与钛及其合金的焊接特性、钢与钛及其合金的焊接特性钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接铌铜组合作中间填料铌铜组合作中间填料钛铌铜钢接头本身存在着钛铌铜钢接头本身存在着3 组接头组接头:即铌钛、铜钢及铌铜。即铌钛、铜钢及铌铜。 （1）钢与钛及钛合金的）钢与钛及钛合金的氩弧焊氩弧焊钢与钛的熔焊主要采用中间过渡层，以避免金属间化合物的产钢与钛的熔焊主要采用中间过渡层，以避免金属间化合物的产生。过渡层可以采用两种方法：一是采用轧制生。过渡层可以采用两种方法：一是采用轧制钢钛复合板钢钛复合板，二是二是加入中间层加入中间层。厚。厚11.5mm的钛与不锈钢氩弧焊时可采用的钛与不锈钢氩弧焊时可采用钽、青铜复合中间层钽、青铜复合中间层，接头强度，接头强度b588MPa。也可以采用。也可以采用Ni-Cu合金作为中间层合金作为中间层。3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接 （1）钢与钛及钛合金的）钢与钛及钛合金的氩弧焊氩弧焊碳钢、不锈钢与钛焊接时，还可以采用碳钢、不锈钢与钛焊接时，还可以采用钒作为中间层钒作为中间层。先在钢板上加工。先在钢板上加工出一定形状的凹槽，然后在出一定形状的凹槽，然后在凹槽中焊上钒凹槽中焊上钒的中间层，再用氩弧焊（不的中间层，再用氩弧焊（不加丝）把加丝）把钛板焊在钒中间层钛板焊在钒中间层上，采用这种工艺接头力学性能好，而且上，采用这种工艺接头力学性能好，而且还具有良好的塑性。还具有良好的塑性。采用自动氩弧焊焊接采用自动氩弧焊焊接Cr15Ni5AlTi不锈钢与钛合金不锈钢与钛合金TCl时，可以选用加时，可以选用加钨钨的钒合金作为中间金属层的钒合金作为中间金属层。中间金属层宽度为。中间金属层宽度为810mm，厚度为，厚度为11.5mm，用直流正接电源，外加氩气保护。焊接电流为，用直流正接电源，外加氩气保护。焊接电流为7080A，焊接，焊接速度为速度为0.83cm/s。在焊接。在焊接钒与钢钒与钢时，钨极要偏向钒一侧时，钨极要偏向钒一侧1/2钨极直径的距钨极直径的距离。焊缝含钒量在离。焊缝含钒量在6%12%时，焊接接头的弯曲角可达时，焊接接头的弯曲角可达140，如果电，如果电极偏向钒一侧时，增加钒的熔化量，焊缝中钒的含量可达极偏向钒一侧时，增加钒的熔化量，焊缝中钒的含量可达40%45%，焊缝金属中形成稳定的焊缝金属中形成稳定的相，弯曲角可达相，弯曲角可达150180。 3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接 （2）钢与钛及钛合金）钢与钛及钛合金真空电子束焊真空电子束焊电子束焊焊接能量高、穿透能力强，适合于焊接各种难熔金电子束焊焊接能量高、穿透能力强，适合于焊接各种难熔金属，还可实现多种异种金属的直接连接，例如高熔点的氧属，还可实现多种异种金属的直接连接，例如高熔点的氧化材料、钛及钛合金等难焊金属的焊接。钢与钛及钛合金化材料、钛及钛合金等难焊金属的焊接。钢与钛及钛合金的真空电子束焊的最大特点是获得窄而深的焊缝（的真空电子束焊的最大特点是获得窄而深的焊缝（1：3或或1：20），而且热影响区很窄。在真空中焊接，避免了由），而且热影响区很窄。在真空中焊接，避免了由于于钛在高温中吸收氢、氧、氮而产生的焊缝脆化钛在高温中吸收氢、氧、氮而产生的焊缝脆化。在电子。在电子束的焊缝中有可能束的焊缝中有可能生成金属间化合物生成金属间化合物（FeTi、Fe2Ti），使），使接头接头塑性降低塑性降低。由于焊缝比较窄，在工艺上加以。由于焊缝比较窄，在工艺上加以控制可以控制可以减少生成减少生成FeTi和和Fe2Ti。因此，钢与钛的电子束焊接可以获。因此，钢与钛的电子束焊接可以获得良好质量的焊接接头。得良好质量的焊接接头。 3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接 （2）钢与钛及钛合金）钢与钛及钛合金真空电子束焊真空电子束焊钢与钛及钛合金真空电子束焊接时，一般选用钢与钛及钛合金真空电子束焊接时，一般选用Nb和青铜作和青铜作为填充材料为填充材料，可以获得，可以获得不出现金属间化合物不出现金属间化合物的焊缝，接头的焊缝，接头强度高且具有一定的塑性，焊缝不出现裂纹和其缺陷。如强度高且具有一定的塑性，焊缝不出现裂纹和其缺陷。如果不用中间层焊接时，将获得塑性低的接头，甚至出现裂果不用中间层焊接时，将获得塑性低的接头，甚至出现裂纹。这些中间层的合金有纹。这些中间层的合金有V+Cu、Cu+Ni、Ag、V+Cu+Ni、Nb和和Ta等等，采用中间层的焊接工艺比较复杂，一般应用的，采用中间层的焊接工艺比较复杂，一般应用的较少。钢与钛及钛合金的真空电子束焊之前，必须对较少。钢与钛及钛合金的真空电子束焊之前，必须对钛的钛的表面进行清理表面进行清理，即对端面用不锈钢丝刷或，即对端面用不锈钢丝刷或机械加工之后再机械加工之后再进行酸洗，用水冲洗干净进行酸洗，用水冲洗干净，其酸洗液见表，其酸洗液见表24。 3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接表表24 钛及钛合金酸洗溶液钛及钛合金酸洗溶液酸酸 洗洗 溶溶 液液浸浸 洗洗 时时 间间作作 用用HCl：350mLL-1HNO3：60mLL-1NaF：50mLL-1 H2O：余量余量260 mLL-1 酸洗液中室温酸洗液中室温下下3min左右左右除去氧化膜油污及杂质除去氧化膜油污及杂质HF：10%NNO3：30%H2O：60%室温下浸洗室温下浸洗1 min除去氧化膜油污及杂质除去氧化膜油污及杂质 （3）钢与钛及钛合金的）钢与钛及钛合金的扩散焊扩散焊采用真空扩散焊方法焊接钢与钛及钛合金，一般情况下，多采用采用真空扩散焊方法焊接钢与钛及钛合金，一般情况下，多采用中间扩散层或复合填充材料中间扩散层或复合填充材料。这些中间扩散层材料一般采用。这些中间扩散层材料一般采用V、Nb、Ta、Mo、Cu等，复合层有等，复合层有V+Cu、Cu+Ni、V+Cu+Ni以及以及Ta和青铜和青铜等。等。最常用的中间扩散层金属是最常用的中间扩散层金属是Cu。在高温下，。在高温下，Cu与与Ti之间产生扩散，而且之间产生扩散，而且铜在钛中具有一定的溶解度铜在钛中具有一定的溶解度。此外，加。此外，加入铜还可以入铜还可以控制碳向钛中扩散控制碳向钛中扩散，并且钢具有良好的塑性，有助，并且钢具有良好的塑性，有助于形成良好的界面。于形成良好的界面。纯铁与纯铁与TA7的真空扩散焊的工艺参数见表的真空扩散焊的工艺参数见表25。几种不锈钢与。几种不锈钢与TA7真真空扩散焊的工艺参数见表空扩散焊的工艺参数见表26。不锈钢（。不锈钢（1Cr18Ni9Ti）与钛）与钛（TC4）真空扩散焊的工艺参数见表）真空扩散焊的工艺参数见表27。3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接3、钢与钛及其合金的焊接工艺、钢与钛及其合金的焊接工艺钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接表表25 纯纯 铁与铁与TA7真空扩散焊的工艺参数真空扩散焊的工艺参数被焊材料被焊材料中间扩散中间扩散层层材料材料工工 艺艺 参参 数数备备 注注焊接温度焊接温度/保温时间保温时间/min压力压力/MPa真空度真空度/Pa纯铁纯铁+TA7Mo8001010.391.333102铁钼熔合线开裂铁钼熔合线开裂纯铁纯铁+TA7Mo10002017.251.333102铁钼熔合线开裂铁钼熔合线开裂纯铁纯铁+TA7无无7001017.251.333102接触面上硬度增接触面上硬度增高高纯铁纯铁+TA7无无10001010.391.333102纯铁侧硬度增高纯铁侧硬度增高钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接表表26 几种不锈钢与几种不锈钢与TA7真空扩散焊的工艺参数真空扩散焊的工艺参数被焊材料被焊材料中间扩散中间扩散层层材料材料工工 艺艺 参参 数数备备 注注焊接温度焊接温度/保温时间保温时间/min压力压力/MPa真空度真空度/PaCr25Ni15+TA7无无500106.861.333102接头有裂纹接头有裂纹Cr25Ni15+TA7无无5002017.641.333102接头有裂纹接头有裂纹Cr25Ni15+TA7无无700106.861.333102钢与钛有钢与钛有相相Cr25Ni15+TA7无无7002017.641.333102Cr25Ni15+TA7Ta900108.821.333102接头接头b292.4MPaCr25Ni15+TA7Ta11001011.071.333102有有TaFe2,NiTa12Cr18Ni10Ti+TA7无无900150.981.333103b274.4323.4MPa12Cr18Ni10Ti+TA7V900150.981.333103b274.4323.4MPa12Cr18Ni10Ti+TA7V+Cu900150.981.333103有化合物有化合物12Cr18Ni10Ti+TA7V+Cu+Ni1000154.91.333103有化合物有化合物12Cr18Ni10Ti+TA7V+Cu+Ni1000104.91.333103有化合物有化合物12Cr18Ni10Ti+TA7Cu+Ni1000154.91.333103有化合物有化合物钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接（4）钢与钛及钛合金的）钢与钛及钛合金的钎焊钎焊钛及钛合金焊接过程中高温时易吸收氢、钛及钛合金焊接过程中高温时易吸收氢、氧、氮等气体而产生脆化，而在钢与钛及氧、氮等气体而产生脆化，而在钢与钛及钛合金钎焊时也同样要防止高温时受氢、钛合金钎焊时也同样要防止高温时受氢、氧、氮的侵害，氧、氮的侵害，钎焊过程必须在氩或氦气钎焊过程必须在氩或氦气保护下的炉中进行保护下的炉中进行，可以获得优质的焊接，可以获得优质的焊接接头。图接头。图13所示为所示为Q235钢与钢与TA2钛环的钎钛环的钎焊接头实例。上环为钛（焊接头实例。上环为钛（TA2）环，下环）环，下环为为Q235钢并加工成凸台，上环加工成凹槽。钢并加工成凸台，上环加工成凹槽。钎焊时，在凸台和凹槽之间的空隙中放置钎焊时，在凸台和凹槽之间的空隙中放置钎料钎料HL313。 钢与钛及其合金的焊接钢与钛及其合金的焊接（4）钢与钛及钛合金的钎焊）钢与钛及钛合金的钎焊焊前将焊件表面清理干净，不可有油污和氧化膜等。放置钎料厚度为焊前将焊件表面清理干净，不可有油污和氧化膜等。放置钎料厚度为0.1mm，可放置，可放置两层箔片两层箔片，再用，再用4mm丝状钎料，放置于凸台之上，最后丝状钎料，放置于凸台之上，最后装配好并固定。将装配好并固定。将装配好的钎焊组合体放入充氩气的箱中装配好的钎焊组合体放入充氩气的箱中，并装入，并装入H-75型电气炉中加热进行钎焊，型电气炉中加热进行钎焊，Q235钢与钢与TA2钛环钎焊的工艺参数见表钛环钎焊的工艺参数见表28。表表28 Q235钢与钢与TA2钛环钎焊的工艺参数钛环钎焊的工艺参数被焊材料被焊材料钎料钎料焊接温度焊接温度/保温时间保温时间/min保护气体保护气体加热方式加热方式备备 注注Q235+TA2HL303（4mm）90020氩气氩气H-75箱式箱式电炉电炉75W接头强度接头强度b98MPa经核验后为合格经核验后为合格品品