钛合金和不锈钢的优质焊接接头能够在极其苛刻的使用条件下使用，如：腐蚀环境、高温环境或低温环境等环境下使用。同时能够将两种材料在性能和经济上的优势都很好的利用起来[3]。所以，对于钛合金和不锈钢的焊接技术的研究有着深刻的现实意义和广阔的应用前景[4]。

1。2 钛与钢的焊接性分析

钛与钢的物理性能和化学性能差异显著同时连接时易在接头处产生TiFe，TiFe2等金属间化合物，使接头脆化，降低接头的强度[5]。

1。2。1 物理性能差异对焊接性的影响

表1。1为钛和铁的物理性能表。从表中可以看出钛和铁的物理性能差异主要在以下几点：

1。熔点的差异。钛跟铁的熔点相差了140°C。这样会造成在焊接时两母材的熔化量不同，从而影响焊接接头的质量。

2。线膨胀系数的差异。从表中数据能够看出，铁的线膨胀系数大约是钛的1。5倍。所以焊接后接头冷却收缩时会造成在接头中存在很大的焊接应力，进而造成很大的焊接变形，甚至会在接头中产生裂纹，更严重甚至会造成焊缝金属与母材分离，从而影响焊接接头的质量。

3。热导率的差异。从表中数据看出，铁的热导率是钛的5倍，这样会造成焊接时两侧母材的受热不均匀，从而导致热输入量有较大差异，进而影响焊接接头的质量。

表1。1钛和铁的物理性能[6]

材料 密度

(g·cm-3) 熔点

(°C) 比热容

(J·kg-1·K-1) 线膨胀系数

(10-6·K-1) 热导率文献综述

(W·m-1·K-1) 电阻系数

(10-8Ω·m)

钛（Ti） 4。5 1677 539。1 8。2 13。8 42。1

铁（Fe） 7。87 1537 481。5 11。76 66。7 10。1

1。2。2 化学性能差异对焊接性的影响

虽然钛的化学活性强，但在室温或者低温条件下其有着良好的抗腐蚀性能。因为钛的外表面能够形成一层较为致密的氧化膜，此氧化膜对于钛有保护作用[7]。同时，钛的金属性较强，与大部分的金属焊接时，会在接头的界面上产生脆性相[8-10]。钛合金与不锈钢焊接时也会在接头中生成大量的金属间化合物[11]。此外，不锈钢中含有的铬、镍、碳等元素在焊接时的高温环境下会与钛反应生成脆性的金属间化合物，同时，钛是强碳化物形成元素，与不锈钢中的碳会生成脆性的TiC[12]。由于不锈钢中还含有其他元素，钛能够与这些元素生成多元复合脆性金属间化合物，从而导致焊缝脆化，降低焊接接头的性能。

由以上分析可知，要想成功地实现钛与钢的连接，必须采用合适的焊接方法、工艺措施及工艺参数，以达到避免或减少连接界面脆性相的形成，降低接头内应力，获得性能优良的连接接头。

1。3 钛与钢的焊接研究现状

1。3。1 熔化焊

1。3。2 钎焊

1。3。3 压力焊

1。4 课题的研究意义及研究内容

由上述的钛与钢焊接的研究现状能够看出，钛与钢的焊接存在着许多难点并且不同的焊接方法所面临的难点也各不相同。像最常用的熔化焊，用此种焊接方法进行钛和钢的焊接时会遇到很多麻烦，但熔化焊作为最常用的焊接方法也有着很多有利的方面，如一般熔化焊是在非真空条件下进行的，工艺简单，灵活，方便，应用广泛，所以熔化焊仍然是钛和钢焊接的优先考虑方法。激光焊接技术作为熔化焊中的一种新兴焊接技术，它有着很多优点，如它的热影响区极窄、冷却速度极快、热损伤小、热输入小、能量密度高等。