El titanio y el aluminio tienen las características de baja densidad, alta resistencia específica y buena resistencia a la corrosión . Se usan ampliamente en aeroespacial, transporte, fabricación de vehículos, industria química y otros campos .
Las condiciones de trabajo complejas en la ingeniería moderna han presentado mayores desafíos para el rendimiento del servicio de las piezas de trabajo, y promovió el desarrollo y la aplicación de estructuras compuestas . compuestos compuestos compuestos de aleación de titanio y aleación de aluminio pueden maximizar las características de rendimiento de los dos materiales .
Due to the significant differences in the thermophysical and mechanical properties of titanium and aluminum, many problems such as pores and cracks are prone to occur during the welding process. Among them, the formation of intermetallic compounds due to metallurgical reactions is one of the important reasons for the deterioration of the performance of Ti/Al dissimilar material joints.
Entonces, ¿cuáles son las razones de la dificultad para soldar titanio y aluminio?
Aluminio y titanio reaccionan muy fácilmente con oxígeno
1. El aluminio reacciona con oxígeno para formar Al2O3 denso y refractario (película de óxido), cuyo punto de fusión es tan alto como 2050 grados, lo que dificulta la combinación de los dos metales principales y produce fácilmente inclusiones en la soldadura .}
2. El titanio comienza a oxidarse a 600 grados .}, cuanto mayor es la temperatura, más grave es la oxidación, generando TiO2 (dióxido de titanio), formando una capa frágil intermedia en la soldadura, que reduce la plasticidad y la dureza .
El aluminio y el titanio producen diferentes reacciones a diferentes temperaturas
1. a 1460 grados, aluminio y titanio forman un compuesto de tipo tial (aluminuro de titanio) que contiene 36 . 03% de aluminio por masa, lo que aumenta la fragilidad del metal.
2. a 1340 grados, el aluminio y el titanio forman un compuesto Tial3 (titanium trialuminide) que contiene 60% ~ 64% de aluminio por masa .
3. Después del aluminio y el titanio se derriten, se forma una solución sólida de titanio en aluminio cuando la fracción de masa de titanio es 0 . 15%.
La solubilidad mutua del aluminio y el titanio es muy pequeña
1. A 665 grados, la solubilidad del titanio en aluminio es 0 . 26%~ 0 . 28%. A medida que disminuye la temperatura, la solubilidad disminuye.
2. Cuando la temperatura cae a 20 grados, la solubilidad del titanio en aluminio cae a 0 . 07%, lo que dificulta combinar los dos metales base.
3. La solubilidad del aluminio en titanio es aún más limitada, lo que hace que sea muy difícil formar una soldadura entre los dos metales base .
El aluminio y el titanio tienen una gran absorción de gases de alta temperatura
1. El aluminio líquido puede disolver una gran cantidad de hidrógeno, pero es casi insoluble en estado sólido . Cuando la soldadura se solidifica, el hidrógeno no tiene tiempo para escapar y formar poros .
2. El hidrógeno tiene una gran solubilidad en el titanio . a bajas temperaturas, el hidrógeno se reúne en los poros, lo que reduce la plasticidad y la tenacidad de la soldadura y provoca fácilmente grietas frágiles .
El aluminio forma compuestos frágiles con titanio y otras impurezas
1. Los óxidos formados por aluminio y oxígeno aumentan la fragilidad del metal y dificultan la soldadura .
2. titanio y nitrógeno forman nitruro de titanio, lo que reduce la plasticidad del metal .
3. Titanio y carbono Carbides . Cuando la fracción de masa de carbono es mayor que 0 . 28%, la soldadura de los dos metales principales se deteriora significativamente.
El aluminio y el titanio producen diferentes reacciones a diferentes temperaturas
1. La conductividad térmica del aluminio y el titanio es muy diferente . aluminio (206 . 9w · m -2 · k -1) es aproximadamente 16 veces mayor que el de titanium (13.8w · m -2 · k -1).
2. Los coeficientes de expansión lineal del aluminio y el titanio son muy diferentes, y el aluminio es aproximadamente 3 veces más grande que el titanio . se generan fácilmente bajo estrés .
Ardor y evaporación de elementos de aleación en aluminio y titanio
1. Cuando la aleación de aluminio o aluminio se derrite, los elementos con puntos de fusión más bajos que él, como el magnesio y el zinc, comienzan a quemar o evaporar .
2. Cuando se alcanza el punto de fusión del titanio o la aleación de titanio (1677 grados), el aluminio y otros elementos de aleación se queman y se evaporan más, lo que hace que la composición química de la soldadura sea desigual y reduzca la fuerza .}
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