如何进行铝与钛的焊接

    答：铝与钛都属于化学活性很强的金属，焊接时困难很大，其主要特点如下：

   (1)铝与钛非常容易和氧作用。

    ①铝和氧作用生成致密而难熔的氧化膜，其熔点高达2050℃，阻碍两种母材金属的结合，焊缝容易产生夹杂。

    ②钛在600℃开始氧化，温度愈高，氧化愈严重，生成二氧化钛，在焊缝内形成中间脆性层，使塑性、韧性下降。

   (2)铝与钛在不同温度下产生不同反应。

    ①铝与钛在1460℃时，形成含铝质量分数为36. 03%的铝化钛型化合物，增加了金属的脆性。

    ②铝与钛在1340℃时，形成含铝质量分数为60%～64%的三铝化钛化合物。

    ③铝与钛熔化后，当含钛质量分数为0.15%时就形成钛在铝中的固溶体。

   (3)铝与钛相互溶解度非常小。

    ①在665℃时，钛在铝中的溶解度为0. 26%~0.28%，随着温度的下降，溶解度变小。

    ②在温度降为20℃时，钛在铝中的溶解度降为0.07%，使两种母材金属很难结合。

    ③铝在钛中的溶解度更是有限，这给母材金属形成焊缝带来很大困难。

   (4)铝与钛高温吸气性很大。

    ①液态铝可溶解大量氢，固态时几乎不溶解，焊缝凝固时氢来不及逸出形成气孔。

    ②氢在钛中有很大的溶解度，低温时氢聚集成气孔，使焊缝塑性、韧性降低，容易产生脆裂。

   (5)铝与钛和其他杂质形成脆性化合物。

    ①铝和氧形成的氧化物，增加了金属的脆性，使焊接难以进行。

    ②钛和氮形成氮化钛，使金属塑性降低。

    ③钛和碳形成碳化物，当碳的质量分数大于0. 28%时，使两种母材金属的焊接性显著变差。

   (6)铝与钛的焊接变形相当大。

    ①铝和钛的热导率相差悬殊，铝比钛大16倍。

    ②铝和钛的线膨胀系数相差很大，铝比钛大3倍，在应力作用下易产生裂纹。

   (7)铝与钛中的合金元素烧损蒸发。

    ①当铝或铝合金熔化时，比它熔点低的元素如镁、锌等就开始烧损或蒸发了。

    ②当达到钛或钛合金的熔点( 1677℃)时，铝及其他合金元素烧损蒸发得更多了，使焊缝化学成分不均，强度降低。

    铝与钛的焊接方法有很多，如惰性气体保护焊、电子束焊、等离子弧焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊等。

    以氩弧焊为例，铝与钛焊接操作过程如下：

   (1)焊前将铝母材金属在80℃的碱液中浸泡2min，然后用清水冲洗，再在30℃的30%HNO3溶液里浸泡10min，充分除掉氧化膜、油污。

   (2)将钛母材金属用刮刀清整接头边缘，并用酒精或丙酮除掉油污、氧化物等。

   (3)选择搭接或对接接头，通常开V形坡口，坡口角度为60°。

   (4)填充焊丝为纯铝丝，直径为3mm。

   (5)选用铈钨极，直径为4mm。

   (6)焊接时，电弧偏向铝母材金属，因为铝热导率大。焊枪与水平面的夹角约60°为佳。

   (7)焊后缓冷，并检验焊缝的质量。