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钛金属以其较高的室温和高温强度、良好的塑(韧)性及优异的抗腐蚀性在航空航天、石油化工和船舶制造等工业领域有着广阔的应用前景。但是,钛金属材料价格较贵,而钛-钢复合制件成本较低,仅有钛材价格的25%~35%,因此,深入研究钛与钢的焊接成形规律具有重要的战略意义和经济价值。本文采用急冷快速凝固装置设计制备出3种成分的Ti-Zr基非晶钎料,应用自行研制的高频感应钎焊装置进行TA2/0Cr18Ni9Nb高频钎焊实验研究,优化了高频钎焊工艺参数,观察和分析了钎焊接头的微观组织,探索了钎焊工艺参数与接头性能之间的相关规律,研究结果表明:
采用高频感应真空钎焊装置可以实现TA2与0Cr18Ni9Nb不锈钢之间的高频感应钎焊连接;Ti-Zr基非晶钎料与TA2和0Cr18Ni9Nb不锈钢之间具有良好的润湿性和铺展性,焊缝钎着率高,钎料充填饱满,未产生常见焊接缺陷,钎缝与界面母材结合紧密;Ti-35Zr-15Cu-15Ni非晶钎料所形成的接头组织与TA2母材过渡良好,结合界面处几乎未形成金属间化合物;钎缝组织由(Ti、Zr)固溶体和呈不规则粒状分布的均匀、细小的金属间化合物组成,钎缝与0Cr18Ni9Nb不锈钢母材结合良好;Ni含量的增大使钎缝组织显著细化;在三种非晶钎料中,使用Ti-35Zr-15Cu-15Ni钎料所获得的钎焊接头剪切强度最高,达131.4MPa;推荐的TA2/0Cr18Ni9Nb不锈钢高频感应钎焊工艺参数为:加热电流25A,加热时间20s,保温电流5A,保温时间60~80s。