Сплав из титана и железа, алюминия, ванадия, молибдена и других металлических элементов обладает отличными физико-механическими свойствами, такими как высокая прочность, высокая термостойкость и хорошая коррозионная стойкость, и широко используется в химической промышленности, морской технике, транспорте, медицине, строительстве, а также в аэрокосмической, военной и других высокотехнологичных областях, это чрезвычайно важный легкий конструкционный материал, из которых аэрокосмическая промышленность является важной областью применения.
Титан и титановые сплавы являются активными металлами и широко используются в аэрокосмической, нефтехимической и атомной энергетике. Основные проблемы при пайке титана и титановых сплавов заключаются в следующем:
(1) Оксидная пленка на поверхности стабильна, титан и его сплавы имеют высокое сродство с кислородом, а на поверхности легко образуется очень стабильная оксидная пленка, которая предотвращает смачивание и распространение припоя, поэтому его необходимо удалить во время пайки.
(2) Он имеет сильную склонность к вдоху. Титан и его сплавы имеют тенденцию поглощать водород, кислород и азот в процессе нагрева, и чем выше температура, тем серьезнее поглощение, так что пластичность и ударная вязкость титанового металла резко снижаются, поэтому пайку следует проводить в вакууме или инертной атмосфере.
(3) Легко образуется интерметаллические соединения. Титан и его сплавы могут химически реагировать с большинством игольчатых материалов с образованием хрупких соединений, что приводит к хрупким соединениям. Поэтому пайка присадочных металлов для пайки других материалов в принципе не подходит для пайки активных металлов.
(4) Организацию и производительность легко изменить. Титан и его сплавы будут подвергаться фазовому превращению и огрубению зерна при нагревании. Чем выше температура, тем серьезнее огрубление, поэтому температура высокотемпературной пайки не должна быть слишком высокой.
Одним словом, на температуру нагрева пайки необходимо обращать внимание при пайке титана и его сплавов. Вообще говоря, температура пайки не должна превышать 950 ~ 1000 °C, чем ниже температура пайки, тем меньше влияние на производительность основного металла. Для закаленных выдержанных сплавов пайку также можно проводить без превышения температуры старения.
С целью предотвращения окисления паяного сустава и реакции поглощения кислорода и поглощения водорода пайку титана и титановых сплавов проводят в вакууме и инертной атмосфере, а пламенную пайку вообще не используют. При пайке в вакууме или газообразном хлоре могут использоваться такие методы, как высокочастотный нагрев и нагрев печи. Скорость нагрева высокая, время удержания короткое, соединение в области интерфейса тонкое, а производительность соединения лучше. Поэтому необходимо контролировать температуру сварки иглой и время выдержки, чтобы паяльный материал мог заполнить зазор.
Причина, по которой титан и титановые сплавы лучше всего паять в вакууме и аргоне, заключается в том, что во время вакуумной пайки, хотя титан имеет большое сродство к кислороду, титан может получить гладкую поверхность под вакуумом 13,3 Па. Это связано с тем, что оксидная пленка на поверхности может растворяться в титане.
При пайке под защитой аргона, а диапазон температур пайки составляет 760-927 °C, для предотвращения обесцвечивания титана требуется аргон высокой чистоты, а жидкий аргон в рефрижераторном контейнере для хранения обычно используется, поскольку он имеет высокую чистоту.
При пайке титана и титановых сплавов на границе раздела или в паяном шве часто образуются хрупкие соединения, снижающие производительность паяного соединения. По этой причине метод диффузионной сварки может быть использован для улучшения характеристик паяного соединения. Во время пайки между титановыми сплавами соответственно помещают медную фольгу, никелевую фольгу или серебряную фольгу толщиной 50 мкм, и соответственно образуется эвтектика Cu-Ti, Ni-Ti и Ag-Ti в зависимости от контактной реакции между титаном и этими металлами. Затем эти хрупкие интерметаллические соединения рассеиваются, а стыки диффузионной пайки имеют неплохие показатели при определенной температуре и времени.
Кроме того, титановый сплав фазы а+В может быть использован в отожженном, обработанном раствором или выдержанном состоянии. Если после пайки требуется отжиг, есть три варианта на выбор: пайка при температуре отжига или ниже после отжига; при пайке при температуре выше температуры отжига с поэтапным процессом охлаждения в цикле пайки также получается отожженная структура; пайка при температуре выше температуры отжига с последующей обработкой отжигом.
