鈦與鐵,、鋁,、釩、鉬等金屬元素制成的合金,具有高強度,、高耐熱性,、良好的耐腐蝕性等優(yōu)異的物理機械性能,被廣泛應用于化工,、海洋工程,、交通、醫(yī)療,、建筑和航空航天等領域,,在軍事工業(yè)等高新技術領域,輕質(zhì)結構材料是非常重要的,,其中,,是航空航天的重要下游應用領域。
鈦和鈦合金是一種活性金屬,,廣泛應用于航空航天,、石油化工和原子能等行業(yè)。鈦及鈦合金釬焊中存在的主要問題如下:
(1)表面的氧化膜是穩(wěn)定的,,鈦及其合金與氧有很大的親和力,,表面很容易產(chǎn)生一層非常穩(wěn)定的氧化膜,從而防止焊料的潤濕和蔓延,,所以在釬焊時必須將其去除,。
(2)有很強的吸趨勢,鈦及其合金在加熱過程中氫、氧和氮吸收趨勢,并且溫度越高,更嚴重的吸收,因此,鈦金屬的塑性和韌性急劇下降,因此釬焊應在真空或惰性氣氛,。
(3)易形成金屬間化合物,。鈦及其合金可以與大多數(shù)針狀材料反應生成脆性化合物,導致脆性接頭,。因此,,用于釬焊其他材料的焊料基本上不適合釬焊活性金屬。
④結構和性能易于改變,。鈦及其合金在加熱過程中會發(fā)生相變和晶粒粗化,。溫度越高,粗化越嚴重,,所以高溫釬焊的溫度不宜過高,。
綜上所述,在釬焊鈦及其合金時,,必須注意釬焊加熱溫度,。一般來說,釬焊溫度不應超過950 ~ 1000℃,,釬焊溫度越低,,對母材性能的影響越小,。對于淬火時效合金,也可以在不超過時效溫度的條件下進行釬焊,。
為了防止釬焊接頭的氧化和氧吸收,、氫吸收反應,鈦及鈦合金釬焊是在真空和情緒氣氛中進行的,,一般不要采用火焰釬焊,。真空或氯氣釬焊時,可采用高頻加熱和加熱爐加熱,。加熱速度快,,保溫時間短。界面區(qū)化合物較薄,,接頭性能較好,。因此,必須控制針焊溫度和保溫時間,,使焊料流滿間隙,。
鈦和鈦合金的原因是真空和氬釬焊,因為在真空釬焊,盡管鈦對氧有很大的親和力,但鈦13.3 pa真空度可以得到表面光滑,這是因為表面的氧化膜可以溶解在鈦。
在焊接溫度范圍為760 ~ 927℃時,,為防止鈦變色,,要求采用高純氬氣。液態(tài)氬純度高,,一般用在冷藏儲存容器中,。
在釬焊鈦和鈦合金時,在界面或釬焊接頭內(nèi)常形成脆性化合物,,降低了釬焊接頭的性能,。因此,可以采用擴散焊接方法來提高釬焊接頭的性能,。釬焊時,,在鈦合金之間分別放置50μm厚的銅箔、鎳箔或銀箔,。鈦與Cu-ti,、Ni-Ti和Ag-Ti共晶分別通過接觸反應形成。在一定的溫度和時間下,,脆性金屬間化合物擴散消失,,接頭具有良好的性能。
此外,,a+B相鈦合金可用于退火,、固溶處理或時效狀態(tài)。如果釬焊后需要退火,,有三種選擇:退火后在退火溫度或低于退火溫度釬焊;釬焊溫度高于退火溫度,,并在釬焊循環(huán)中采用分段冷卻工藝,,從而獲得退火后的顯微組織;在退火溫度以上進行釬焊,然后進行退火處理,。
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