Сплавы из титана и металлических элементов, таких как железо, алюминий, ванадий и молибден, обладают превосходными физико-механическими свойствами, такими как высокая прочность, высокая термостойкость и хорошая коррозионная стойкость. Они широко используются в химической промышленности, морской технике, транспорте, медицине, строительстве, аэрокосмической, военной промышленности и других высокотехнологичных областях. Они являются чрезвычайно важными легкими конструкционными материалами, важной областью применения которых является авиакосмическая промышленность.
Титан и титановые сплавы — активные металлы, которые широко используются в аэрокосмической, нефтехимической и атомной энергетике. Основные проблемы пайки титана и титановых сплавов проявляются в следующих аспектах:
① Оксидная пленка на поверхности стабильна, титан и его сплавы имеют высокое сродство к кислороду, и на поверхности легко сформировать очень стабильную оксидную пленку, чтобы предотвратить смачивание и растекание припоя, поэтому ее необходимо удалить во время пайки.
② Титан и его сплавы имеют сильную тенденцию поглощать водород, кислород и азот во время нагрева, и чем выше температура, тем серьезнее поглощение, в результате чего пластичность и вязкость металлического титана резко снижаются, поэтому пайку следует проводить в вакууме или инертной атмосфере.
③ Легко образовывать интерметаллические соединения. Титан и его сплавы могут вступать в реакцию с большинством игольчатых материалов, образуя хрупкие соединения, что приводит к хрупким соединениям. Поэтому припои, используемые для пайки других материалов, в принципе не подходят для пайки активных металлов.
④ Структуру и производительность легко изменить. Титан и его сплавы при нагревании подвергаются фазовому превращению и укрупнению зерен. Чем выше температура, тем серьезнее огрубение. Поэтому температура высоко-пайки не должна быть слишком высокой.
Короче говоря, при пайке титана и его сплавов необходимо обращать внимание на температуру нагрева пайки. Вообще говоря, температура пайки не должна превышать 950 ~ 1000 градусов, и чем ниже температура пайки, тем меньше влияние на свойства основного металла. Для закаленных и состаренных сплавов пайку также можно проводить без превышения температуры старения.
Для предотвращения реакций окисления и поглощения кислорода и водорода паяных соединений пайку титана и титановых сплавов проводят в вакууме и атмосфере, а газопламенную пайку обычно не применяют. При пайке в вакууме или хлоре можно использовать высокочастотный-нагрев, печной нагрев и другие методы. Скорость нагрева высокая, время выдержки короткое, соединение в области интерфейса тонкое, характеристики соединения хорошие. Поэтому необходимо контролировать температуру игловой сварки и время выдержки, чтобы припой полностью заполнял зазор.
Причина, по которой титан и титановые сплавы лучше всего паять в вакууме и аргоне, заключается в том, что, хотя титан имеет большое сродство к кислороду во время вакуумной пайки, титан может получить гладкую поверхность под вакуумом 13,3 Па, поскольку оксидная пленка на поверхности может раствориться в титане.
Пайка под защитой аргона. Когда диапазон температур пайки составляет 760 ~ 927 градусов, чтобы предотвратить обесцвечивание титана, требуется аргон высокой-чистоты. Обычно в холодильных контейнерах используется жидкий аргон из-за его высокой чистоты.
При пайке титана и титановых сплавов на границе раздела или в паяном шве часто образуются хрупкие соединения, что снижает работоспособность паяного соединения. Поэтому диффузионную сварку можно использовать для улучшения характеристик паяных соединений. При пайке поместите 50 между титановыми сплавами соответственно медную фольгу толщиной мкм, никелевую фольгу или серебряную фольгу, в зависимости от реакции контакта между титаном и этими металлами, образуют эвтектику Cu Ti, Ni Ti и Ag Ti соответственно. Затем эти хрупкие интерметаллиды диффундируют, и соединение, спаянное диффузионной пайкой при определенной температуре и времени, имеет вполне хорошие характеристики.
Кроме того, титановый сплав фазы a+b можно использовать в состоянии отжига, обработки раствором или старения. Если после пайки требуется отжиг, есть три варианта: пайка при температуре отжига или ниже после отжига; Паяйте при температуре выше температуры отжига и применяйте сегментированный процесс охлаждения в цикле пайки, чтобы получить структуру отжига; Паяйте при температуре выше температуры отжига, а затем проведите обработку отжигом.
