異種金屬焊接工藝由于能夠結(jié)合多種材料性能而被用到很多行業(yè)，深深影響著制造業(yè)的發(fā)展。如果把金屬鈦和不銹鋼材料焊接在一起，鈦合金不銹鋼結(jié)構(gòu)能夠把不銹鋼材料的優(yōu)秀焊接性、耐磨性、低成本和鈦合金材料密度低與優(yōu)秀耐腐蝕性能結(jié)合起來(lái)，這樣會(huì)完全發(fā)揮出它們?cè)谛阅芘c經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

　　不銹鋼焊接加工工藝

　　所以，不銹鋼與鈦合金材料異種焊接廣泛應(yīng)用在了化工、航空和核工業(yè)等重量級(jí)領(lǐng)域。不過(guò)，不銹鋼與鈦合金存在理化性能的差異，所以焊接界面容易形成很多脆性金屬間化合物，從而不能獲取令人滿意的焊接結(jié)果。

　　因此傳統(tǒng)熔焊工藝不能用來(lái)進(jìn)行不銹鋼和鈦合金的異種焊接。使用爆炸焊盡管能夠成功用在鈦鋼復(fù)合板，但這只適用在一定形狀的工件上面，較難大規(guī)模使用?，F(xiàn)在合適將鈦合金與不銹鋼進(jìn)行異種金屬焊接的工藝主要是擴(kuò)散焊、電子束焊與激光焊三種。激光焊與電子束焊都有著加熱與冷卻迅速、焊縫深寬比大的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)異種金屬焊接時(shí)脆性化合物的形成有著非常不錯(cuò)的抑制作用。擴(kuò)散焊由于溫度梯度較小，能夠獲得均勻性較不錯(cuò)的結(jié)構(gòu)，是一種近凈形接合過(guò)程。 下面就來(lái)說(shuō)下這三種焊接。

　　擴(kuò)散焊

　　擴(kuò)散焊指的是在高溫及一定壓力下，兩個(gè)表面經(jīng)過(guò)接觸面產(chǎn)生蠕變與擴(kuò)散作用使結(jié)合面孔隙閉合而實(shí)現(xiàn)連接的一種焊接辦法。不銹鋼和鈦合金的直接擴(kuò)散焊主要是經(jīng)過(guò)溫度和時(shí)間的合理搭配來(lái)獲得比較好的焊接質(zhì)量。最好溫度通常是在900℃±50℃，時(shí)間是30-60min，要確保界面孔隙閉合并且鐵鈦化合物厚度較??；壓強(qiáng)處于5MPa左右，太高則會(huì)提高接頭殘余應(yīng)力。σ相，F(xiàn)e2Ti，F(xiàn)eTi是不銹鋼與鈦合金擴(kuò)散焊接時(shí)易形成的化合物，通過(guò)加入Ni，Cu等中間層可避免Fe與Ti元素的直接接觸，通過(guò)形成脆性較小的Ni-Ti，Cu-Ti相來(lái)減少或抑制Fe-Ti化合物相，可以在一定程度上提高接頭強(qiáng)度。Ag作為中間層可以得到韌性接頭，但成本較高。

     電子束焊接

　　電子束焊接的原理是采用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接。特點(diǎn)是能量密度高、冷卻速率快與可控性能好，可以控制熔池尺寸與兩種金屬的熔合比，是一類比較特殊的異種材料焊接工藝。不過(guò)不銹鋼與鈦合金直接采用電子束焊接會(huì)因大量Fe-Ti化合物在焊區(qū)的生成而無(wú)法得到完好的接頭，要使用銅和Cu-V復(fù)合中間層才能有效抑制脆性相的形成，并經(jīng)過(guò)形成固溶體來(lái)增強(qiáng)焊接接頭的強(qiáng)度與韌性。在這一基礎(chǔ)上，調(diào)整功率密度、束流與焊接速度來(lái)控制熱輸入量，改變偏移量來(lái)獲得適宜的熱量分布，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。

　  激光焊接

　　激光焊接是使用高強(qiáng)度的激光束輻射到不銹鋼表面，經(jīng)過(guò)激光與金屬的互相作用，來(lái)讓不銹鋼熔化，從而焊接起來(lái)。對(duì)于不銹鋼與鈦合金的異種金屬焊接來(lái)說(shuō)，激光焊比電子束焊有著更好的加熱與冷卻速率，使用偏束能夠獲取到一定強(qiáng)度的直接焊合接頭，不過(guò)強(qiáng)度偏低并且質(zhì)量波動(dòng)較高。使用銅作為中間層能夠獲得和電子束焊接類似的焊接成果。