文 献 综 述 Tai/Al异种金属焊接工艺及接头性能分析 1.课题研究的意义及背景 在地球上，钛元素的含量分布广泛，在地壳所有元素中排在第十位，这一条件为钛及相关合金的发展带来极大的便利。

经过50多年的发展，钛和相关合金材料已有数百类，分别具有超导、可记忆性、储氢及生物相容性等特点，并被广泛应用于制造业，医学，化工等行业[1]。

同时随着工业化向现代化高速发展，节能减重环保型材料需求量剧增，这一需求，使得另一种金属#8212;#8212;铝合金的用量越来越多，在金属材料的使用量中排第二，仅次于铁。

在所有金属元素中铝在地壳中的含量中排第一，其年产量远大于其他有色金属年产量[2]。

由于铝合金比强度高、 熔点低、铸造性能好、力学性能佳、加工性能好、密度低、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良的特点使其广泛应用于交通运输、化工工业、建筑、机械制造等领域。

由于异种材料复合构件能够最大限度发挥材料各自的优点，起到”物尽 其用”的效果，可以产生更大的经济价值和社会效益。

钛和铝的”结合”必然是”天作之合”，事实如此，铝/钛异种金属的复合结构同时兼有铝合金密度低、经济性好、钛合金强度高、耐腐蚀性好等优点，能够减轻结构重量、节约能源，在航空航天、武器装备、交通运输等诸多领域拥有广阔的应用前景，拥有极大的研究价值和发展前景[3]。

需要特别说明的是，随着飞机结构设计和航空发动机对”减轻重量、提高推重比、增加有效载荷”的要求提高，将铝合金与钛合金焊接形成复合结构的需求随之越来越迫切，但由于铝、钛都是活性金属、容易氧化，并且两者之间的物理、机械性能差别较大，相关参数（见表1），因此铝/钛异种金属的焊接性很差，接头强度不易满足实际需求[4]。

近年来国内外主要对铝/钛异种金属的钎焊、扩散焊、熔-钎焊、爆炸焊等连接方法进行了探索，但都有一定的工艺缺陷，会出现高温氧化、合金元素缺失、焊缝变脆等问题，不易获得符合要求焊接产品，而冷金属过渡( cold metal transfer，简称CMT) 技术作为一种新型的异种金属焊接方法，在异种金属连接中具有较大的优势，可以更好的满足钛/铝异种金属的焊接要求，并且这项工艺是目前焊接领域的一大研究热门，但技术手段不够成熟。

此次课题采用CMT技术和不同的焊接工艺参数来进行实验，获得所需的焊接接头，利用光学显微镜、扫描电镜制对焊接接头组织进行分析，研究钛/铝异种金属焊接界面的金属间化合物的数量及分布情况，对接头进行相关的力学实验来测试钛/铝焊接接头的力学性能。