El titani i l’alumini, com a dos materials metàl·lics lleugers importants amb baixa densitat, alta resistència específica i bona resistència a la corrosió, s’han utilitzat àmpliament en aeroespacial, transport, fabricació de vehicles, indústria química i altres camps. Tanmateix, en l’enginyeria moderna, les condicions laborals complexes representen reptes més alts per al rendiment del servei de les peces de treball, que promou el desenvolupament i l’aplicació d’estructures compostes. Els membres compostos compostos per aliatge de titani i aliatge d'alumini poden maximitzar les característiques de rendiment dels dos materials, però el seu procés de soldadura té moltes dificultats.
A causa de les diferències significatives entre el titani i l’alumini en propietats termofísiques i mecàniques, la porositat, les esquerdes i altres problemes són propensos a produir -se durant el procés de soldadura. Entre ells, els compostos intermetàlics formats per reacció metal·lúrgica són una de les raons importants que condueixen al deteriorament del rendiment de les articulacions de material de dissimilaritat Ti/Al. Quines són les raons específiques de la dificultat de soldadura de titani i alumini?
En primer lloc, l’alumini i el titani interaccionen molt fàcilment amb l’oxigen. La reacció d’alumini i oxigen generarà Al2O3 dens i refractari (pel·lícula d’òxid), el seu punt de fusió de fins a 2050 graus, cosa que dificultarà la combinació dels dos metalls base, donant lloc a soldadures propenses a inclusions. El titani comença a oxidar -se a 600 graus. Com més gran sigui la temperatura, més greu és l’oxidació, generant TiO2 (diòxid de titani), que forma una capa trencadissa intermèdia dins de la soldadura, reduint així la plasticitat i la duresa de la soldadura.
En segon lloc, l’alumini i el titani produiran diferents reaccions a diferents temperatures. A 146 0 grau, formaran un compost de tipus tial (aluminida de titani) que conté el 36,03% de la fracció de massa d'alumini, augmentant la fragilitat del metall; A 1340 graus, la formació de compostos TIAL3 (tri-aluminat de titani) que contenen del 60% al 64% de la fracció de massa d'alumini; i quan la fracció de massa de titani que conté 0,15%, la formació de titani en solució sòlida d’alumini. Aquestes reaccions augmenten la dificultat de la soldadura.
A més, la solubilitat mútua de l’alumini i el titani és molt petita. A 665 graus, la solubilitat del titani en alumini és 0. 26% a 0. 28%, i la solubilitat es fa menor a mesura que disminueix la temperatura; Quan la temperatura baixa fins a 2 0 grau, la solubilitat del titani en alumini disminueix fins al 0,07%. Al mateix temps, la solubilitat de l’alumini en titani és encara més limitada, cosa que aporta grans dificultats a la formació de soldadures entre els dos metalls base.
A més, l’alumini i el titani tenen una gran quantitat d’absorció de gas a alta temperatura. L’alumini líquid pot dissoldre molt d’hidrogen, gairebé insoluble en estat sòlid, la soldadura es solidifica quan l’hidrogen no es pot escapar amb el temps. L’hidrogen en titani té una gran solubilitat, hidrogen a baixa temperatura reunida als porus, de manera que la plasticitat de la soldadura, la reducció de la duresa, propensa a l’esquerdament trencadís.
Al mateix temps, l’alumini i el titani també formaran compostos trencadissos amb altres impureses. L’alumini i l’oxigen formats per l’òxid augmenten la britenitat del metall; Titani i nitrogen per formar nitrur de titani, de manera que es redueix la plasticitat del metall; Titani i carboni per formar carbur, quan la fracció de massa de carboni és més gran que 0. 28%, les dues soldabilitat de metall base són significativament pitjor.
A més, la conductivitat tèrmica i el coeficient d’expansió lineal d’alumini i titani són molt diferents. La conductivitat tèrmica de l’alumini (206.9Wm -2- k -1) és aproximadament 16 vegades més gran que la del titani (13.8Wm -2- k -1); i el coeficient d’expansió lineal de l’alumini és aproximadament 3 vegades més gran que el del titani. Aquesta diferència pot conduir fàcilment a esquerdes sota estrès.
Finalment, els elements d’aliatge d’alumini i titani es cremen fàcilment i s’evaporen durant el procés de soldadura. Quan es va fondre aliatge d'alumini o d'alumini, que el seu punt de fusió d'elements baixos com el magnesi, el zinc, etc. va començar a cremar o evaporació; Quan es va arribar al punt de fusió de titani o aliatge de titani (1677 graus), alumini i altres elements aliatges van cremar una evaporació de més, donant lloc a una composició química desigual de la soldadura i la força reduïda.
En resum, les dificultats de soldadura de titani i alumini inclouen principalment l’oxidació d’alumini i titani, la reacció a temperatures diferents, la solubilitat mútua és l’absorció de gas a alta temperatura petita, la formació de compostos trencadissos amb altres impureses, la conductivitat tèrmica i el coeficient de l’expansió tèrmica de la diferència entre els elements d’alimentació que van cremar l’evaporació i altres aspectes. S’han de resoldre aquestes dificultats mitjançant mesures dirigides en el procés de soldadura.
