异种金属焊接这些经典常识你一定要了解

自体钛冲压存有的难题

自体钛冲压所存有的一些所谓难题妨碍了它的产业发展，如自体钛charged区的形成和操控性，自体钛冲压内部结构的毁坏大多出现在charged区，虽然紧邻charged区此段上沟槽沉淀特征不同，又易逐步形成操控性不太好的、成份变动的过渡阶段层。

另外，虽然处于低温的天数长，这一地区的蔓延Eurotium扩大，会进一步使钛的不光滑性增加。而且自体钛冲压时或焊后经退火轴果低温运转后，时常发现低钛另一侧的碳通过沟槽边界线向高钛沟槽中北迁的现像，依次在charged线两边逐步形成脱碳层和增碳层，在低钛另一侧助焊剂逐步形成脱碳层，在高钛沟槽另一侧逐步形成增碳层。

圣米耶县和制止自体钛内部结构的采用和产业发展主要表现在下列几个方面：

1.在常压下，自体钛冲压接点区的机械操控性(如剪切、压制、卷曲等)通常强于被焊助焊剂的操控性，但低温下或低温长期运转后，接点区的操控性可能超越助焊剂。

2.在莱氏体沟槽与莱氏体助焊剂之间存有两个纤维状过渡阶段区，本区延展性较高，是两个硬质塑性层，也是引致梁柱失灵毁坏的脆弱区，它会增加冲压内部结构的采用安全性。

3.焊后退火或低温运转操作过程XeO北迁会引致在charged线两边依次逐步形成增碳层和脱碳层。通常认为脱碳层虽然碳的增加而引致该地区组织、操控性出现较大变动(通常是崩解)，从而使该地区难在入役操作过程中出现晚期失灵。很多入役中的低温管道或者试验中的低温管道的失灵足部都分散在脱碳层。

4.失灵与天数，环境温度和接头处形变等条件有关。

5.焊后退火不能消解接点区的残存形变分布。

6.化学成份的不光滑性。

自体钛冲压的时候，虽然沟槽两边的钛和沟槽的钛成份有着明显的差别，冲压操作过程中，助焊剂和焊材都会熔化并相互混合，混合的光滑程度随着冲压工艺的改变而改变，而且冲压接点不同的位置，混合光滑程度也有很大差异，这就造成了冲压接点化学成份的不光滑性。

7.金相组织的不光滑性。

虽然冲压接点化学成份的不连续，经历了冲压热循环后，冲压接点各个地区出现不同的组织，往往在某些地区出现极其复杂的组织内部结构。

8.操控性的不连续性。

冲压接点的化学成份和金相组织的差异，带来了冲压接点力学操控性的不同。沿冲压接点的各个地区强度、硬度、塑性、延展性、压制操控性、低温蠕变、持久操控性都有很大差别。这种显著的不光滑性使冲压接点不同地区在相同的条件下，表现出来的行为有很大的差异，出现弱化地区和强化地区，尤其是在低温的条件下，自体钛冲压接点在入役操作过程中时常出现晚期失灵。

二

不同冲压方法冲压自体钛时的特征

大多数冲压方法都可用于自体钛的冲压，但在选择冲压方法及制定工艺措施时，仍应考虑自体钛冲压时的特征。根据助焊剂和冲压接点不同的要求，熔焊、压焊及其他冲压方法在自体钛冲压中都有所应用，但也都各有其优缺点。

1.熔焊

自体钛冲压中应用较多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。为了增加稀释，增加charged比或控制不同钛助焊剂的熔化量，通常可选用热源能量密度较高的电子束焊、激光焊、等离子弧焊等方法。

为了减小熔深，可以采取间接电弧、摆动焊丝、带状电极、附加不通电焊丝等工艺措施。但无论如何，只要是熔焊，总有部分助焊剂熔入沟槽而引起稀释，另外，还会逐步形成诸如钛间化合物、共晶体等。为了减轻这类不利影响，必须控制和缩短钛在液态或低温固态下的停留天数。

然而，尽管熔焊方法和工艺措施不断改进和完善，却仍然难以解决所有自体钛冲压时的难题，因为钛种类繁多，操控性要求又多种多样，接点形式又各不相同，许多情况下还需要采用压焊或其他的冲压方法来解决特定的自体钛接点的冲压难题。

2.压焊

大多数压焊方法都只将被焊钛加热至塑性状态或甚至不加热，而以施加一定的压力为基本特征。与熔焊相比，在冲压自体钛接点时压焊具有一定的优越性，只要接点形式允许，冲压质量又能满足要求，采用压焊往往是比较合理的选择。

压焊时，自体钛交界表面可以熔化，也可以不熔化，但虽然有压力的作用，即使表面有熔化钛存有，也会被挤压而排出（如闪光焊和摩擦焊），只有少数情况下压焊后还保留了曾经熔化的钛（如点焊）。

压焊虽然不加热或加热环境温度低，可以减轻或避免热循环对助焊剂钛操控性的不利影响，防止产生塑性的钛间化合物。某些形式的压焊甚至能将已产生的钛间化合物从接点中挤压出去。此外，压焊时也不存有因稀释而引起的沟槽钛操控性变动难题。

不过，大多数压焊方法对接点形式是有一定要求的，例如点焊、缝焊、超声波焊必须用搭接接点；摩擦焊时至少有两个工件必须具有旋转体的截面；爆炸焊只适用于较大面积的连接等。压焊设备目前也还不普及。这些无疑地都限制了压焊的应用范围。

3.其他方法

除熔焊和压焊外，还有一些可以用于自体钛冲压的方法。例如钎焊就是钎料与助焊剂之间的自体钛冲压方法，不过这里所讨论的则是较特殊的钎焊方法。

有一种方法称作熔焊——钎焊，即对自体钛接点中低熔点助焊剂另一侧为熔焊，对高熔点助焊剂—侧为钎焊。而且通常是以低熔点助焊剂相同的钛为钎料。因此，钎料与低熔点助焊剂之间就是同种钛的熔焊操作过程，不存有特殊困难。

钎料与高熔点助焊剂之间则是钎焊操作过程，助焊剂不出现熔化、沉淀，可以避免许多冲压性方面的难题，但要求钎料对助焊剂能良好润湿。

另一种方法称作共晶钎焊或共晶蔓延钎焊。这是将自体钛接触表面加热到一定环境温度，使两种钛在接触表面处逐步形成低熔点的共晶体，该低熔点共晶体在此环境温度下呈液态，实质上成了一种不用外加钎料的钎焊方法。

当然，这要求两种钛之间能够逐步形成低熔点的共晶体。自体钛蔓延焊时加入中间层材料，在很低压力下加热使中间层材料熔化，或与被焊钛接触逐步形成低熔点共晶体，此时逐步形成的薄层液体，经一定天数的保温操作过程，使中间层材料全部蔓延到助焊剂中并光滑化，就能逐步形成没有中间材料的自体钛接点。

这类方法在冲压操作过程中都会出现少量液态钛。因而又被称作液相过渡阶段焊，他们的共同特征就是接点中不存有铸造组织。

三

冲压自体钛的注意事项

1.考虑焊件的物理、力学操控性和化学成份

(1)根据等强度的观点，选择满足助焊剂力学操控性的焊条，或结合助焊剂的可焊性，改用非等强度而冲压性好的焊条，但考虑沟槽的内部结构形式，以满足等强度、等刚度要求。

(2)使其钛成份符合或接近助焊剂。

(3)助焊剂含C、S、P有害杂质较高时，应选择抗裂操控性和抗气孔操控性较好的焊条。建议选用氧化钛钙型焊条。如果尚不能解决，可选用低氢钠型焊条。

2.考虑焊件的工作条件和采用操控性

(1)在承受动载荷和压制载荷的情况下，除保证强度外，对压制延展性、延伸率均有较高要求，应一次选用低氢型、钛钙型和氧化铁型焊条。

(2)接触腐蚀介质的，必须根据介质的种类、浓度、工作环境温度以及区分是通常服饰还是晶间腐蚀等，选用合适的不锈钢焊条。

(3)在磨损条件下工作时，应区分是通常还是受压制磨损，是常温还是低温下磨损。

(4)非常温条件下工作时，应选用相应的保证低温或低温力学操控性的焊条。

3.考虑焊件的集合形状复杂程度，刚度大小，冲压破口的制备情况和冲压位置。

(1)形状复杂或大厚度的焊件，沟槽钛在冷却时收缩形变大，难产生裂纹，必须选用抗裂操控性强的焊条，如低氢型焊条，高延展性焊条或氧化铁型焊条。

(2)受条件限制不能翻转的焊件，需选用能全位置冲压的焊条。

(3)冲压足部难以清理的焊件，选用氧化性强的，对氧化皮和油污不敏感的酸性焊条，以免产生气孔等缺陷。

4.考虑施焊工地设备

在没有直流焊机的地方，不宜选用限用直流电源的焊条，而应选用交直流电源的焊条。某些钢材（如莱氏体耐热钢）需焊后消解热形变，但受设备条件限制（或本身内部结构限制）不能进行退火时。应改用非助焊剂钛材料焊条（如莱氏体不锈钢），可不必焊后退火。

5.考虑改善冲压工艺和保护工人的身体健康

在酸性焊条和碱性焊条都可以满足要求的地方，应尽量采用酸性焊条。

6.考虑劳动生产率和经济合理性

在采用操控性相同的情况下，应尽量选用价格较高的酸性焊条，而不用碱性焊条，在酸性焊条中又以钛型、钛钙型为贵，根据我国矿藏资源情况，应大力推广钛铁型药皮的焊条。