钛合金真空与不锈钢管件真空扩散焊工艺研究

 采用真空扩散焊工艺实现了 TC4 钛合金管件与 15-5PH 不锈钢内衬管的连接，研究了焊接温度、保温时间、中间层等对焊接界面结构、界面扩散及焊合率的影响规律。结果表明，在焊接温度为 900℃，保温时间为 4 h，Ni 中间层厚 20～30 μm 的条件下，可实现 TC4 管件与 15-5PH 内衬管的有效连接，焊合率最高。焊接接头界面产物组成，从钛合金侧到不锈钢侧依次为：TC4-(α+β) —NiTi2—NixTiyPz—Ni3Ti—FeNi3—γ-（15-5PH）。焊接温度和中间层是影响连接质量最主要的因素，采用低于 880℃的焊接温度或不采用中间层时，无法实现 TC4 管件与 15-5PH 内衬管的可靠扩散连接。保温时间为 4 h 时，焊接温度从 890℃升高到 910℃，焊合率和扩散层厚度先升高后略降低。焊接温度为 900 ℃时，保温时间从 2 h 延长到 4 h，焊合率和扩散层厚度均升高。

真空扩散焊接参数

TC4 与 15-5PH 管接头扩散焊接界面宏观形貌

6# 焊缝界面扫描照片

图 3（b）焊接界面的整体 XRD 物相测试结果

焊接前后接头界面的 SEM 及 EDS 线扫元素分布图

6# 接头界面元素 EDS 点扫位置

界面 EDS 点扫元素成分(原子分数，%)