1。3  钛合金与钢焊接技术的进展

    钛合金与钢直接焊接会生成金属间化合物，造成接头性能变差，无法直接使用熔焊，所以只能采用钎焊、压力焊和爆炸焊等材料不熔化或者只熔化极薄表层的焊接方法，或者采用加过渡层的方法进行熔焊。为此，国内外学者进行了大量研究。

  为了能使钛与铁能焊在一起，需要在焊接过程中避免生成脆性相[15]，有三种方法：

（1）使用能与钛、铁两种元素能形成连续或者宽范围固溶体的金属材料来焊接；

（2）采用中间填料法，用一种或两种与钛、铁两种元素有较好焊接性的金属材料作为填料，不直接进行熔合，将两种材料间接地焊接起来。

（3）使用温度比钛、铁两种元素熔点低的焊接方法，钎焊就是使用这种方法。

1。3。1  钎焊

钎焊使用比母材熔点低的原料作钎料，将焊接件和钎料同时加热至高于钎料熔点，低于母材熔化的温度，使液态钎料将母材润湿，填充好接头间隙并与母材相互扩散，达到使焊件连接起来的作用。这种焊接方法对母材的物理化学性能影响较小，焊接应力和变形较小，特别是能焊接性能差异较大的异种金属，但焊接接头的强度比较低，耐热性能较差。钛合金与钢的钎焊一般采用搭接接头的方式，应用于性能要求不高的场合，必须在有氦气或氩气的炉中进行，并且焊前必须将焊件外表面清理干净，这样可以得到优质的接头。

杨静等人[9,10]制备了Ag95CuNiLi钎料，钎焊实验中发现钛合金-不锈钢异种材料钎缝的抗拉强度达到了220 MPa，焊缝中除不锈钢/钎料扩散层外，各个微区的硬度并没有增长；分析钎缝拉伸断口发现焊缝种接近不锈钢一侧是接头最脆弱的地方。杨仲林[11]用Cu-Ti-Ni-Zr-V非晶箔带钎料来钎焊TC4钛合金与不锈钢时，不锈钢母材边沿发生了局部溶解，相互扩散很明显，在TC4钛合金与钎料层间有较宽的反应层，剪切测试时均断裂于纤料层中灰色相附近，Cr-Ti、Fe-Ti、Cu-Fe-Ti和Fe-Ti-Zr等金属间化合物的生成是导致焊接接头断裂的首要原因。董志红[12]等人在相同温度、相同时间前提下, 使用扫描电镜, 观测分析了采用几种不同银基钎料钎焊的钛合金-不锈钢焊缝 ，发现钛易与其他元素反应，虽然不锈钢基材能与多数钎料发生反应，但在钎料中加少量的镍能减少不锈钢侧与钎料的反应，增强钎料与钛合金的反应，提高连接性能。

此外还有使用电子束钎焊的方法来连接钛合金和钢异种材料，杨忠波[14]使用Ag-Cu钎料来对TA15钛合金和304不锈钢进行电子束钎焊时发现，焊接接头的拉剪强度随着加热时间和束流的增加而增大，达到最大值189MPa后，参数变化反而起反作用，接头最大剪切强度的焊接参数为束流2mA，加热时间96s，聚焦电流550mA，断口发生在钎料与Ti3Cu4反应层上。

1。3。2  激光焊

激光的单色性、高亮度和良好的方向性以及可以方便调节脉冲宽度，可以将激光能量在空间和时间上高度集中，因而是焊接时的理想热源，并且使用激光焊接的焊缝热影响区小，焊接接头强度高，焊接速度快，生产效率高。

胡小红等人[13]通过数值模拟研究了激光焊接时采用不同偏焦量时钛钢两侧温度的分布情况和变化规律，研究出TA15钛合金和304不锈钢采取激光焊接的合理偏焦量，偏焦量偏向304不锈钢一侧可以有效改变钛钢两侧的温度分布情况，并且可以提高焊件的冷却速度，偏焦量偏离钢侧的距离不能超过0。7mm，最佳偏焦量在0。4～0。6mm之间。单磊[5]研究了激光焊接TC4钛合金和钢的焊接工艺，提出了工艺优化的方案路线，采用模拟温度场的方法解释了金属间化合物的生成，通过建立应力应变场数值模拟模型，预测了焊接的残余应力和应变情况，在保证焊接质量情况下，减小激光功率或增大焊接速度可以有效改善焊后存在残余应力的情况。