钛合金与不锈钢的焊接性分析

时间：2022-01-21

钛及钛合金因为具备强度高、溶点高、延展性好、抗腐蚀性能出色等特性，被广泛运用于航天航空、石油化工设备、医疗设备等行业。可是，因为钛的弹性模具低、焊接性和工艺性能差，价钱相对价格昂贵，使其运用获得了一定限定。

而不锈钢是一种高韧性、成本低的构造原材料，与此同时具有较好的耐蚀性、焊接性和工艺性能。假如能将钛合金与不锈钢结合在一起应用，其复合型预制构件就能与此同时具有二种材质的出色性能，与此同时减少产品成本。但钛合金和不锈钢的焊接归属于不一样的金属材料焊接，全过程中很容易出现的各种各样焊接问题也不可忽视。

钛及钛合金的焊接性

钛及钛合金的化工活力大。在高温情况下非常容易与空气中的氢、氧、二氧化碳、水等造成化学变化，导致焊接连接头的可塑性及冲击性韧性降低，与此同时产生容积胀大而造成比较大的内应力，造成焊接线周边发生出气孔，比较严重的时候会造成冷裂纹的产生。

钛及钛合金的热物理学性能*特。钛合金具备溶点高、热导率小、导热系数小的特性，因而焊接解除冻结易造成太热机构，使晶体越来越粗壮。

钛及钛合金的弹性模具约比钢小一半，因此焊接残留形变比较大，而且焊后形变的纠正也比较艰难。

不锈钢的焊接性

奥氏体不锈钢一般以13%Cr钢为意味着（别名420不锈钢）。在焊接时很容易发生**低温延性、**低温延展性恶变、随着硬底化造成的可塑性降低等问题。

金相组织型不锈钢以18%Cr钢为意味着（别名430不锈钢）。焊接温度做到475℃以内时，钢的抗压强度、强度会明显提升，而可塑性、延展性显著降低，造成明显延性化。在700~800℃长期加温状况下，非常容易发生耐腐蚀性降低及延迟时间裂纹[i]等问题。

马氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为意味着（别名304不锈钢），一般具备较好的焊接性能。但当镍、钼含量高的高铝合金不锈钢开展焊接时，易造成高温裂纹，还易产生σ相脆化，及其耐腐蚀性降低和晶间腐蚀裂纹等缺点。

两相不锈钢兼具马氏体和金相组织不锈钢的特性，具备较好的焊接性能，对焊接热裂纹敏感度较低。但在热危害区域内金相组织含量的提升，很有可能导致耐腐蚀性减少及**低温延展性恶变等问题。

钛合金与不锈钢的综合性焊接性

现阶段，钛合金与不锈钢的焊接方式主要包含激光焊、低温等离子焊、电子束焊机、发生爆炸焊、搅拌摩擦焊和扩散焊等。

钛合金的主要成分钛和不锈钢的主要成分铁，都是属于高溶点原材料，但二者的溶点相距140℃。在焊接全过程中，当不锈钢已做到融化情况时，钛合金仍呈固态情况，这时不锈钢原材料非常容易渗透到太热区的位错，导致不锈钢原材料的外流、铝合金原素烧蚀或挥发，使焊接连接头无法焊合。

除此之外，钛的物理性质开朗，非常容易与不锈钢中铁集团、铬、镍等铝合金原素产生化学变化转化成金属材料间化学物质，联接的时候容易在接头处产生延性相和比较大的热应力，造成连接头裂开。并且钛合金与不锈钢在相对密度、比热、导热系数等物理学性能和结构力学性能上父有比较大差别，必定会减少钛合金与不锈钢焊接的坚固性。

现阶段，钛合金与不锈钢的焊接仍存有好多问题急需解决。但无可否认的是，科学研究钛合金与不锈钢的焊接，具备很大的现实意义和经济收益。

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