異質鈦合金蜂窩結構釬焊工藝研究*

靜永娟，蘇娣瑤，高興強，岳喜山

（1.中航工業北京航空制造工程研究所，北京 100024；2.航空焊接與連接技術航空科技重點實驗室，北京 100024）

金屬蜂窩夾層結構具有高比強度、耐高溫、隔熱、隔音和耐蝕等優點，在國內外航空、航天領域得到廣泛應用[1-3]，是一種極具應用潛力的新型結構，如鈦合金蜂窩夾層結構已應用于飛機機身、機翼、發動機短艙排氣噴嘴等部位。鈦合金蜂窩夾層結構可采用釬焊技術進行制造。研究發現，鈦合金釬焊構件失效的主要因素包括以下幾方面：（1）釬焊工藝導致鈦合金的顯微組織發生改變，嚴重降低基體材料的機械性能；（2）在釬焊過程中，母材和釬料合金會發生反應生成化合物，成為焊接結構失效的隱患[4-5]；（3）釬焊界面的微觀組織和基體材料組織的剛性不匹配，構件的釬焊部分局部變形不協調，成為焊接結構的薄弱環節。

隨著鈦合金釬焊技術水平的提高，國內近幾年對鈦合金釬焊結構的了解越來越深入[3,6-8]，同時也開展了對鈦合金蜂窩夾層結構釬焊制造技術的研究[4-5,9-11]，包括同質或異質材料蜂窩結構的釬焊工藝研究[4,11]、界面組織演變分析[4]或界面組織結構分析[10]等。研究表明，與TiNi3（Cu，Zr）化合物相比，Ti（Ni，Zr，Cu）和Ti固溶體晶胞不僅具有較高的強度，還具有相對良好的塑性，而TiNi3（Cu，Zr）化合物相的連續分布對釬焊界面的強度和塑性不利[10]。進一步分析發現，TC1鈦合金在930℃、保溫15min和一定釬料添加量條件下，釬焊蜂窩結構的界面會出現TiNi3（Cu，Zr）化合物相，當其尺寸細小、分布彌散時不會影響界面強度水平，相應鈦合金蜂窩夾層結構釬焊試件的拉脫強度平均值較高，可達17MPa[4]。……