关于钛与钢的焊接问题，国外在20世纪50年代就开始进行研究，但到目前为止也没有达到实用阶段。美国在1956年第一次对钛与钢直接进行点焊，由于接头发脆没有成功[13]。一般认为铁在α-Ti中溶解度极小，这样在钛-铁焊缝中除了有铁在α-Ti中的固溶体外，还形成了脆性的TiFe型金属间化合物，这些相的硬度达到HV600，有的甚至到HV800-1500，致使焊缝发脆，在冷却过程中形成裂纹，TiFe型及TiC等脆性相是导致焊缝开裂的主要原因。86148

如今，常用的钛合金与不锈钢焊接方法有熔化焊、扩散焊、钎焊、爆炸焊、真空电子束焊等。

1 熔化焊

熔化焊包括钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊、等离子弧焊、电子束焊和激光焊等。该方法运用广，焊接效率高，是焊接中常用的方法，有许多学者都对钛/钢的熔化焊进行研究。

洛阳船舶材料研究所李标峰[13,14-16]对钛与钢的焊接性进行了研究。首先采用了纯钛与纯铁进行焊接，焊接中不添加焊丝，用氩弧焊直接焊接。使用电子探针作定点和定量的分析，因此定量的分析了焊缝各个区域的相的成分。分析结果发现焊缝中生成了脆性相TiFe、TiFe2和一些低熔点的共晶组织。正是这些脆性相和共晶组织造成了钛-铁熔焊焊接接头的脆化。焊缝金属的硬度范围在HV740~HV1324。

试验之后，他又选用了铌、铜复合中间层和钒单独中间层两组金属对钛和钢进行了焊接。使用铌、铜复合中间层焊接钛与钢时，试验所得钛-铌-铜-钢焊接接头的接头强度值在240~290MPa之间。断口位置在Ti-Nb交界或Nb层上。对接头做弯曲试验，当弯曲180°时接头发生微裂。论文网

使用钒单独中间层对钛与钢进行焊接时，试验采用纯钛及纯铁板，这样能够排除合金中所含的其他元素对于组织和性能的影响。试验所用钒丝的纯度为99。9%，钒丝直径<1。8mm，试验采用真空焊接。焊后对试验数据分析得到，钛-钒-铁接头的焊接质量取决于钒-铁接头的质量，若铁-钒接头的接头质量较好，则整个焊接接头便能够获得很好的性能。

2 钎焊

钎焊适用于异种材料的焊接，它是一种可靠的焊接方法，所以在钛合金与钢的焊接中有着深入的研究 [17]。现在使用钎焊对钛和钢的焊接主要是两种方法，一种是用Ag-Cu共晶合金钎料，对钛和钢进行直接钎焊；另一种方法是在钛侧或者钢侧焊接或者镀一层材料，再通过间接焊接的方法将钛和钢钎焊在一起。

杨忠波等人[18]使用电子束钎焊对钛合金/不锈钢进行了焊接，并对接头和界面组织进行了分析。首先，对Ag-Cu、Ag-Cu-Ti和Ag-Cu-Ni三种粉末钎料对于钛合金和不锈钢的润湿性进行测试。结果显示，在相同参数下，每种钎料在钛合金上的润湿性没有多大的差异。但钎料Ag-Cu在不锈钢上的润湿性明显优于Ag-Cu-Ti和Ag-Cu-Ni钎料。基于此结果，此试验选用了熔点783°C的Ag-Cu共晶钎料对钛合金/不锈钢进行电子束钎焊试验。试验结果显示出最佳的参数为：束流2。0mA、加热时间96s、聚焦电流550mA。此种参数下得到的焊接接头的最大拉剪强度达到了189MPa。随后对接头三个区域：不锈钢/Ag-Cu、Ag-Cu/钛合金界面、焊缝中心进行了线扫描分析。分析结果发现，在不锈钢侧附近的Cu和Fe元素含量较高同时Ti元素含量也出现了峰值。在钛合金层附近的Ti元素和Cu元素含量较高。焊接钎料中心反应区域中的Ag元素含量较高同时还有少量的Cu元素。将此分析结果与XRD结果以及主要元素二元相图结合起来能够得出以下结论：在钛合金的反应层附近生成的是TiCu+ Ti3Cu4化合物；中间反应区生成的组织为Ag(s，s)和Cu(s，s)以及Ag-Cu共晶的混合组织；不锈钢母材的主要成分为Fe、Cr、Ni，所以在不锈钢侧的反应层主要生成的相有TiFe2和TiCu。