中间层锌箔对铝-钛异种接头微观组织和力学性能的影响

摘要

本文旨在通过改善焊接工艺,提高铝-钛接头性能,扩大铝-钛复合件的应用范围。通过在铝-钛熔钎焊接工艺中添加锌箔,探讨了中间层锌箔对铝-钛接头微观组织和力学性能的影响。采用TIG焊机对铝/钛异种金属板材进行熔钎焊接实验,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和电子拉伸机对铝/钛接头的微观组织和机械性能进行分析。研究发现,添加锌箔可以明显改善液态铝合金在钛合金表面的润湿性。当焊接电流偏低时,可以观察到熔焊区存在弥散分布的锌元素,钎焊区有锌颗粒夹杂;焊接电流为90 A时,熔焊区和钎焊区分别有棒状和连续的TiAl_(3)金属间化合物生成;继续增大电流,TiAl_(3)相的数量急剧增加并伴随裂纹出现。硬度检测结果表明,在焊缝垂直方向上,钎焊区的硬度值最高达到了173HV,远高于熔焊区。钎焊区硬度值的升高,主要是由于该区域有脆硬的Ti-Al金属间化合物生成。拉伸实验结果表明,焊接电流为90 A时,铝/钛接头的抗拉强度达到最大,为227 MPa。热输入的增加使钎焊区发生了充分的冶金结合,断裂最终发生在接头熔焊区。在铝/钛熔钎焊过程中添加金属锌箔,有利于改善接头成形,提高铝-钛接头焊接质量。