Titanium og aluminium, som to vigtige letvægtsmaterialer med lav densitet, høj specifik styrke og god korrosionsbestandighed, er blevet vidt brugt i rumfart, transport, køretøjsfremstilling, kemisk industri og andre felter. I moderne teknik udgør komplekse arbejdsforhold imidlertid højere udfordringer for serviceydelsen for arbejdsemner, som fremmer udvikling og anvendelse af sammensatte strukturer. Sammensatte medlemmer sammensat af titaniumlegering og aluminiumslegering kan maksimere ydeevneegenskaberne for de to materialer, men deres svejseproces står over for mange vanskeligheder.
På grund af de signifikante forskelle mellem titanium og aluminium i termofysiske og mekaniske egenskaber er porøsitet, revner og andre problemer tilbøjelige til at forekomme under svejseprocessen. Blandt dem er de intermetalliske forbindelser dannet ved metallurgisk reaktion en af de vigtige grunde, der fører til forringelse af ydelsen af TI/Al -forskellighedsmaterialefuger. Så hvad er de specifikke grunde til vanskeligheden ved svejsning af titanium og aluminium?
Først interagerer aluminium og titanium meget let med ilt. Aluminium og iltreaktion vil generere tæt og ildfast Al2O3 (oxidfilm), dets smeltepunkt på op til 2050 grad, hvilket vil hindre kombinationen af de to basismetaller, hvilket resulterer i svejsninger, der er tilbøjelige til indeslutninger. Titanium begynder at oxidere ved 600 grader. Jo højere temperatur er, jo mere alvorlig oxidation, der genererer TiO2 (titandioxid), som danner et mellemliggende sprødt lag inden for svejsningen, hvilket reducerer svejsens plasticitet og sejhed.
For det andet producerer aluminium og titanium forskellige reaktioner ved forskellige temperaturer. Ved 146 0 grad vil de danne en TIAL (titaniumaluminid) type forbindelse indeholdende 36,03% af massefraktionen af aluminium, hvilket øger metalets skrøbelighed; Ved 1340 grad forbindelser dannelsen af Tial3 (titanium-tri-aluminat) forbindelser indeholdende 60% til 64% af massefraktionen af aluminium; og når massefraktionen af titanium indeholdende 0,15%, dannede dannelsen af titan i aluminiums fast opløsning. Disse reaktioner øger vanskeligheden ved svejsning.
Derudover er den gensidige opløselighed af aluminium og titan meget lille. Ved 665 grad er opløseligheden af titanium i aluminium 0. 26% til 0. 28%, og opløseligheden bliver mindre, når temperaturen falder; Når temperaturen falder til 2 0 grad, falder opløseligheden af titan i aluminium til 0,07%. På samme tid er opløseligheden af aluminium i titanium endnu mere begrænset, hvilket bringer store vanskeligheder til dannelsen af svejsninger mellem de to basismetaller.
Endvidere har aluminium og titanium en hel del høj-temperatur gasabsorption. Flydende aluminium kan opløse en masse brint, næsten uopløseligt i fast tilstand, svejsningen størkner, når brintet ikke kan undslippe i tiden, vil danne porer. Hydrogen i titanium har en stor opløselighed, lavtemperatur brint samlet i porer, så svejsens plasticitet, sejhedsreduktion, tilbøjelig til sprød revner.
På samme tid vil aluminium og titanium også danne sprøde forbindelser med andre urenheder. Aluminium og ilt dannet af oxidet øger metalets uheld; Titanium og nitrogen til dannelse af titaniumnitrid, så metalplasticiteten reduceres; Titanium og carbon til dannelse af carbid, når massefraktionen af carbon er større end 0. 28%, er de to basismetal svejsbarhed markant værre.
Derudover er den termiske ledningsevne og koefficient for lineær ekspansion af aluminium og titanium meget forskellige. Den termiske ledningsevne af aluminium (206,9wm -2- k -1) er ca. 16 gange større end titanium (13,8wm -2- k -1); og koefficienten for lineær ekspansion af aluminium er ca. 3 gange større end titanium. Denne forskel kan let føre til revner under stress.
Endelig brændes og inddampes legeringselementerne i aluminium og titan let under svejseprocessen. Når aluminium eller aluminiumslegeringsmeltning end dets smeltepunkt for lave elementer, såsom magnesium, zink osv. Begyndte at brænde eller fordampning; Når det nåede smeltepunktet for titanium eller titanlegering (1677 grad), brændte aluminium og andre legeringselementer fordampning af mere, hvilket resulterer i ujævn kemisk sammensætning af svejsningen og reduceret styrke.
Sammenfattende inkluderer titanium- og aluminiumsvejsningsvanskeligheder hovedsageligt oxidation af aluminium og titanium, reaktionen ved forskellige temperaturer, gensidig opløselighed er lille, høj-temperaturgasabsorption, dannelsen af sprøde forbindelser med andre urenheder, termisk ledningsevne og koefficient for termisk ekspansion af forskellen mellem legeringslegering af elementerne forbrændte evapation og andre aspekter. Disse vanskeligheder skal løses ved at tage målrettede foranstaltninger i svejseprocessen.
