鈦合金具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)異的抗疲勞性和耐蝕性等突出優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于航空產(chǎn)品中，如飛機(jī)機(jī)架和航空發(fā)動機(jī)等，特別是對于高強(qiáng)度鋼以及鋁合金因質(zhì)量、強(qiáng)度、抗蝕性或高溫穩(wěn)定性等綜合性能不能滿足要求的部件。在很多情況下，都會涉及到航空鈦合金自身之間或與鋁、不銹鋼、鈦鎳合金等異種材料的連接問題。鈦及其合金會在７５０～１０４０℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，由具有密排六方結(jié)構(gòu)的α相轉(zhuǎn)變成具有體心立方結(jié)構(gòu)的β相。當(dāng)加熱溫度接近或者超過α相→β相的轉(zhuǎn)變溫度時，β相的晶粒尺寸會急劇變大，顯微組織顯著粗化，使材料性能下降。在這種溫度下對鈦合金進(jìn)行焊接會使焊縫接頭的塑性大大降低。另外，在釬焊過程中，釬料會和母材發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，在界面處生成脆性的金屬間化合物，致使焊縫存在較大的開裂傾向，使接頭性能惡化。為了避免對母材性能造成損傷并提高焊接接頭的性能，應(yīng)該將鈦合金的釬焊溫度控制在β相轉(zhuǎn)變溫度以下，即在８００℃以下進(jìn)行中溫釬焊。

一、選擇合適的釬料

適合鈦合金中溫釬焊的金屬基釬料主要有三大類：銀基、鋁基、鈦-鋯基釬料。其中，鋁基釬料的釬焊溫度較低，遠(yuǎn)低于鈦合金α相→β相的轉(zhuǎn)變溫度，與鈦基體相互作用小，無明顯的溶蝕和擴(kuò)散，而且價格便宜，加工性能優(yōu)良，低熔點(diǎn)、成本低廉，故具有較好的發(fā)展和應(yīng)用前景。近年來，納米多層膜復(fù)合釬料引起重視。由于納米粒子相對于傳統(tǒng)的合金粉體或者塊體材料而言具有熔點(diǎn)低、活性高等特性，可以通過在釬料中加入納米級顆粒制成納米多層復(fù)合膜釬料來降低釬料熔點(diǎn)。據(jù)報道，通過交替濺射沉積銀-銅釬料層和碳擴(kuò)散阻礙層，制備了銀-銅／碳納米多層膜復(fù)合釬料，與傳統(tǒng)的金屬基銀-銅釬料相比，熔點(diǎn)下降了約５０℃，釬焊溫度下降了４０～５０℃；采用直流磁控濺射ＡｌＳｉ１２納米涂層及ＡｌＮ擴(kuò)散阻礙層，制備ＡｌＮ／ＡｌＳｉ納米多層膜釬料，當(dāng)納米涂層厚度達(dá)到２～３ｎｍ 時，納米多層膜復(fù)合釬料的熔點(diǎn)比無納米涂層的釬料下降了約２３０℃。另據(jù)報道，鋁-鎳活性納米多層膜的釬料，其釬焊溫度與傳統(tǒng)釬料相比，降低了１３０℃左右。

二、改進(jìn)釬焊技術(shù)

采用物理氣相沉積技術(shù)可以在母材表面沉積金屬涂層作為釬焊反應(yīng)層，在爐中進(jìn)行釬焊時，反應(yīng)層能與基體形成低熔點(diǎn)的共晶或亞共晶組織，有效降低釬焊溫度，減少高溫釬焊產(chǎn)生的脆性金屬間化合物，減少接頭裂紋和氣孔，提高接頭的致密性及力學(xué)性能。據(jù)報道，以銅作為陰極材料，在鈦表面通過離子濺射沉積一定厚度的銅涂層作為釬焊反應(yīng)層，釬焊接頭的強(qiáng)度隨著銅涂層的擴(kuò)散消失而逐漸增大。近年來的另一個研究動態(tài)是把多種釬焊技術(shù)結(jié)合起來，如超聲波感應(yīng)釬焊連接，超聲輔助激光釬焊等。