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异种金属扩散焊接复合构件在航空航天领域的应用日益广泛,如先进飞机上AISI4340与In2conel718合金连接的涡轮转子、高性能液体火箭发动机推力室Cu合金、Nb合金与耐热钢的连接,航天飞机发动机装置上Ti 合金与不锈钢的连接等都采用了扩散焊接技术。
对于钛-钢异种金属复合结构,由于钛与不锈钢基体铁的晶格类型不同,新能源配件专用设备,原子半径相差较大,相互溶解度极小,在焊缝中形成大量的金属间化合物TiFe 和TiFe2 ,分子焊接设备,从而使焊缝变脆。钛是强碳化物形成元素,与钢中的碳形成脆性的TiC ,进一步增加了焊缝的脆性。又由于二者的线膨胀系数相差较大,在焊缝加热和冷却过程中变形量不同,在焊接接头中形成较大的内应力。由此,必然在焊缝中形成裂纹。因此,采用扩散焊接方法连接钛与不锈钢较为适宜。孙荣禄等人对其的扩散焊接进行了研究,结果表明:
(1) 钛合金TC4 与不锈钢1Cr18Ni9Ti 直接扩散焊时,由于母材组元的相互扩散,在结合面附近形成了金属间化合物层而导致接头脆断;
(2) 采用钒+ 铜作过渡金属,可获得钛合金与不锈钢的牢固连接。规范参数为:焊接温度(T)为900~950 ℃,焊接比压力( P)为5~10MPa ,焊接时间(t)为20~30min;
(3) 钛合金- 钒- 铜- 不锈钢接头的性能与软质夹层铜的厚度有关。当铜的厚度为0. 02mm ,靖西县软连接,接头的强度可达540MPa 左右。
扩散焊机是专门用于焊接铜带软连接或相关金属产品的焊接设备,原理是通过高温高压使得铜带间实现分子相互渗透达到粘连焊接的目的。
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