l10SiMg箔片作为夹层在580640℃范围内对铝钛异种金属进行液相扩散连接时发现:接近钛合金一侧的界面反应层为Ti7Al5Si12,接近铝合金一侧为Ti9(AlSi)23,随着温度的升高Ti7Al5Si12的厚度减小。Re
等10通过对钛合金表面渗铝的方法实现了铝钛的扩散连接,接头强度可达180MPa,图2(a)和(b)分别为扫描电镜下观察到的TiAl扩散焊接头界面附近的显微组织,可见TiAl扩散焊接头区由钛侧过渡区、渗铝层、铝侧过渡区
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f组成,钛侧过渡区在扩散焊后形成了一层白亮合金层(厚度约310μm),经判定被认为是TiAl3和TiAl金属间化合物。由于铝钛异种金属焊接的难度较大,研究者尝试了“熔钎焊”这种新技术。Nesterow等11进行了铝合金管与钛合金管对接的电弧熔钎焊技术研究,解决了热裂纹缺陷的问题。德国不莱梅应用射线研究所采用熔钎焊技术使搭接接头下方的铝合金熔化后与钛合金形成钎焊接头,实现了08mm厚Ti6Al4V与1mm厚AlMg04Si12铝合金的搭接连接12。哈尔滨工业大学陈彦宾课题组选用Al12Si作为填充材料对铝钛异种金属的激光熔钎焊进行了深入研究,实现了厚度为15mmTi6Al4V钛合金和5056铝合金板材的连接,获得了焊接成形良好的接头(如图3所示),其抗拉强度可达铝合金母材的801314。北京工业大学的肖荣诗等对铝钛激光深熔钎焊工艺及接头力学性能进行了研究,可以实现铝钛异种合金的焊接,但在焊接过程中热输入量的控制较难,易造成焊缝上、下部分的中间钛合金层熔化,与液态的铝合金发生剧烈反应,生成金属间化合物,对接头的力学性能造成一定的负面影响15。日本大阪大学Fuji等对铝钛的惯性摩擦焊率先开展了深入研究,认为脆性相的厚度决定了接头的力学性能,脆性相的最大临界厚度为5μm16。西北工业大学傅莉等17采用电磁场作用下的摩擦焊实现了铝钛的连接。此外,研究者还采用激光焊18、电阻焊19等方法对铝钛的焊接进行了探索。搅拌摩擦焊技术在铝钛异种金属连接中的应用搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接方法,基本不受被焊材料的物理化学性能、机械性能、晶体结构等的影响,对于克服材料性能差异导致的焊接困难具有极大的优势,2009年开始,从国外有些学者开始采用搅拌摩擦焊来连接铝钛异种金属。Che
等20采用搅拌摩擦焊技术实现了纯钛和AlSi合金的搭接连接,观察了接头的微观组织、相结构,测试了接头的性能,结果表明,焊接接头的强度达到AlSi合金母材r