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鈦帶能與不銹鋼帶焊接嗎

鈦帶能與不銹鋼帶焊接嗎: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-05-12

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鈦和鈦合金與不銹鋼焊接的主要難點(diǎn)是:1.熔點(diǎn)差距大，約150℃，會造成Fe流失,合金元素?zé)龘p或蒸發(fā)，使焊接接頭難以焊合;2.鐵與鈦極易生成金屬間化合物，如TiFe、TiFe2、Ti2Fe等，另外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(shí)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，由于金屬間化合物具有較大的脆性使接頭脆化，在焊接應(yīng)力的作用下容易導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，導(dǎo)致接頭的塑性和高溫性能變差。3. 二者熱導(dǎo)率、比熱容和線膨脹系數(shù)的差異大，導(dǎo)致焊縫晶粒粗大，焊接變形大。目前，鈦和鈦合金與不銹鋼焊接采用的方法有:爆炸焊、摩擦焊、釬焊、閃光對焊、擴(kuò)散焊。爆炸焊連接鈦/鋼的接頭強(qiáng)度較高，實(shí)現(xiàn)了接頭的“等強(qiáng)度性”，目前已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。但是界面處形成TiFe、TiFe2以及TiC等脆性相，削弱了接頭的塑性，而且接頭的熱穩(wěn)定性較差，焊接變形大，不適合用來焊接引帶。鈦和鈦合金與不銹鋼的釬焊需要在真空或氬氣保護(hù)下進(jìn)行，主要是用來焊接精密的、微型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊件。另外，釬焊接頭比母材的強(qiáng)度要低得多，不適合在負(fù)載較大的環(huán)境下工作。閃光對焊在接頭型式上搭接焊接，可以滿足接頭強(qiáng)度要求，但是對軋輥傷害非常大。有人選用13um鎳箔作為鈦/不銹鋼的中間層過渡金屬，在850℃、10~20 MPa、10~15 min時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散連接，其接頭抗拉強(qiáng)度可達(dá)380MPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)146 MPa，且構(gòu)件無明顯變形;也有人對TA17和321不銹鋼進(jìn)行脈沖加壓擴(kuò)散連接:連接溫度T=875℃、脈沖壓力P=8~50MPa、脈沖次數(shù)N=30次、脈沖頻率f=0.5Hz、脈沖前保溫時(shí)間t1=0s、脈沖后保溫時(shí)間t2=120s，強(qiáng)度達(dá)到321MPa。過渡層也可選用釩一銅雙層過渡金屬，因?yàn)殂~是非碳化物形成元素，而且銅與釩以及鐵、鉻、鎳之間均不形成金屬間化合物，在連接溫度900℃，連接壓力10 MPa，焊接時(shí)間20min時(shí)，接頭強(qiáng)度可高達(dá)540 MPa，低匹配的銅的厚度對接頭強(qiáng)度影響較大，必須選擇合適的銅層厚度，一般在20~30um。但是鈦和鈦合金與不銹鋼擴(kuò)散焊時(shí)需真空或者氬氣保護(hù)，不適合板/卷材對焊。摩擦焊焊接鈦/鋼能獲得拉伸、疲勞強(qiáng)度均較高的接頭，但接頭的彎曲塑性和沖擊韌性較差，而且摩擦焊時(shí)的變形量較大，摩擦焊工件截面大小有限，主要是用于有夾持端的軸桿焊接。其中攪拌摩擦焊已成為鎂合金、鋅合金、銅合金、鉛合金以及鋁基復(fù)合材料等材料的板狀對接或搭接的連接的優(yōu)先選擇焊接方法;目前，攪拌摩擦焊成功地實(shí)現(xiàn)了不銹鋼、鈦合金甚至高溫合金的優(yōu)質(zhì)連接，但主要還是處于研究階段。不銹鋼攪拌摩擦焊一個(gè)重要的難點(diǎn)是確定不銹鋼攪拌摩擦焊摩擦頭的材料。不銹鋼攪拌摩擦焊摩擦頭材料要求在1000℃或更高溫度下具有好的耐磨性和韌性。國外對不銹鋼攪拌摩擦焊的系統(tǒng)研究還不是很多，只是對304不銹鋼進(jìn)行初步的研究。在國內(nèi)，蘭州理工大學(xué)對不銹鋼攪拌摩擦焊進(jìn)行了探索性研究，采用攪拌摩擦焊工藝對3mm厚304不銹鋼板進(jìn)行了對接焊接。制定了正確的焊接工藝，并且獲得了優(yōu)質(zhì)的焊接接頭析。工藝是:旋轉(zhuǎn)速度:400~700rpm;焊接速度:45~-80mm/min;旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度之比:0.09~0.12;預(yù)熱時(shí)間:8~12s。目前沒有發(fā)現(xiàn)用于鈦合金和不銹鋼焊接的攪拌摩擦焊，我認(rèn)為主要是鈦在1000℃以下溫度時(shí)就會嚴(yán)重吸氧。: 回答者：網(wǎng)友

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