Titânio e alumínio, como dois importantes materiais de metal leve com baixa densidade, alta resistência específica e boa resistência à corrosão, têm sido amplamente utilizados em aeroespacial, transporte, fabricação de veículos, indústria química e outros campos. No entanto, na engenharia moderna, as condições de trabalho complexas apresentam desafios mais altos para o desempenho do serviço de peças de trabalho, que promove o desenvolvimento e a aplicação de estruturas compostas. Os membros compostos compostos por liga de titânio e liga de alumínio podem maximizar as características de desempenho dos dois materiais, mas seu processo de soldagem enfrenta muitas dificuldades.
Devido às diferenças significativas entre titânio e alumínio nas propriedades termofísicas e mecânicas, porosidade, rachaduras e outros problemas tendem a ocorrer durante o processo de soldagem. Entre eles, os compostos intermetálicos formados pela reação metalúrgica é uma das razões importantes que levam à deterioração do desempenho das articulações do material de dissimilaridade Ti/Al. Então, quais são as razões específicas para a dificuldade de soldagem de titânio e alumínio?
Primeiro, o alumínio e o titânio interagem muito facilmente com o oxigênio. A reação de alumínio e oxigênio gerará Al2O3 denso e refratário (filme de óxido), seu ponto de fusão de até 2050 graus, que dificultará a combinação dos dois metais base, resultando em soldas propensas a inclusões. O titânio começa a oxidar em 600 graus. Quanto maior a temperatura, mais grave a oxidação, gerando TiO2 (dióxido de titânio), que forma uma camada intermediária quebradiça dentro da solda, reduzindo assim a plasticidade e a tenacidade da solda.
Em segundo lugar, o alumínio e o titânio produzirão reações diferentes em diferentes temperaturas. No grau 146 0, eles formarão um composto do tipo tial (aluminídeo de titânio) contendo 36,03% da fração de massa do alumínio, aumentando a fragilidade do metal; Em 1340 graus, a formação de compostos Tial3 (titânio tri-aluminato) contendo 60% a 64% da fração em massa de alumínio; e quando a fração em massa de titânio contendo 0,15%, a formação de titânio em solução sólida de alumínio. Essas reações aumentam a dificuldade de soldagem.
Além disso, a solubilidade mútua de alumínio e titânio é muito pequena. A 665 graus, a solubilidade do titânio no alumínio é 0. 26% para 0. 28%, e a solubilidade se torna menor à medida que a temperatura diminui; Quando a temperatura cai para 2 0, a solubilidade do titânio no alumínio diminui para 0,07%. Ao mesmo tempo, a solubilidade do alumínio em titânio é ainda mais limitada, o que traz grandes dificuldades para a formação de soldas entre os dois metais base.
Além disso, o alumínio e o titânio têm muita absorção de gás de alta temperatura. O alumínio líquido pode dissolver muito hidrogênio, quase insolúvel no estado sólido, a solda solidifica quando o hidrogênio não puder escapar no tempo formará os poros. O hidrogênio em titânio possui uma grande solubilidade e hidrogênio de baixa temperatura reunidos em poros, de modo que a plasticidade da solda, redução de tenacidade, propenso a rachaduras quebradiças.
Ao mesmo tempo, o alumínio e o titânio também formarão compostos quebradiços com outras impurezas. O alumínio e o oxigênio formados pelo óxido aumenta a fragilidade do metal; Titânio e nitrogênio para formar nitreto de titânio, de modo que a plasticidade do metal seja reduzida; Titânio e carbono para formar carboneto, quando a fração de massa de carbono é maior que 0. 28%, a soldabilidade de dois metais básicos significativamente pior.
Além disso, a condutividade térmica e o coeficiente de expansão linear de alumínio e titânio são muito diferentes. A condutividade térmica do alumínio (206,9Wm -2- k -1) é cerca de 16 vezes maior que a do titânio (13,8wm -2- {-1); e o coeficiente de expansão linear de alumínio é cerca de 3 vezes maior que o do titânio. Essa diferença pode facilmente levar a rachaduras sob estresse.
Finalmente, os elementos de liga no alumínio e no titânio são facilmente queimados e evaporados durante o processo de soldagem. Quando a fusão de alumínio ou liga de alumínio, do que seu ponto de fusão de elementos baixos, como magnésio, zinco, etc. começou a queimar ou evaporação; Quando alcançado o ponto de fusão da liga de titânio ou titânio (1677 graus), alumínio e outros elementos de liga queimaram a evaporação de mais, resultando em composição química desigual da solda e força reduzida.
Em resumo, as dificuldades de soldagem de titânio e alumínio incluem principalmente a oxidação do alumínio e do titânio, a reação em diferentes temperaturas, a solubilidade mútua é pequena, absorção de gás de alta temperatura, a formação de compostos frágeis com outras impurezas, condutividade térmica e coeficiente de expansão térmica da diferença entre as alojamento entre as alotas. Essas dificuldades precisam ser resolvidas tomando medidas direcionadas no processo de soldagem.
