異種金屬焊接因其將多種性能集于一身被應用到很多工業領域，在先進制造業中扮演著越來越重要的角色。若將鈦與耐磨板進行焊接，鈦合金-耐磨板結構可使耐磨板的良好焊接性、耐磨性、低成本與鈦合金低密度和良好的耐腐蝕性能相結合，充分發揮兩種材料在性能和經濟上的互補優勢。因此，耐磨板和鈦合金異種焊接在化工、航空和核工業等領域均有廣泛的應用。但是，耐磨板和鈦合金因理化性能的差異，焊接界面易形成大量脆性金屬間化合物，無法得到優質的焊接結果。故傳統熔焊工藝不適合耐磨板與鈦合金的異種焊接。
采用爆炸焊雖然成功用于鈦鋼復合板，但只適用于一定形狀的工件，難以廣泛應用。目前用于鈦合金與耐磨板異(yi)種(zhong)金(jin)屬焊接(jie)的(de)方法(fa)主要是(shi)擴(kuo)散焊，電子束焊與激光(guang)焊。激光(guang)焊和(he)(he)電子束焊均具有(you)加(jia)熱和(he)(he)冷卻迅速，焊縫深寬比大的(de)優點，對異(yi)種(zhong)金(jin)屬焊接(jie)時脆性化合(he)物的(de)形(xing)成有(you)很好(hao)的(de)抑制(zhi)作用。擴(kuo)散焊因(yin)其較小的(de)溫度梯度，可以得(de)到均勻性較好(hao)的(de)結構(gou)，是(shi)一種(zhong)近凈形(xing)接(jie)合(he)過程。
一、擴散焊
擴(kuo)散(san)焊(han)是指在高(gao)溫和(he)一(yi)定(ding)(ding)壓力(li)下(xia)，兩表面(mian)通過(guo)接(jie)觸面(mian)發(fa)生蠕變和(he)擴(kuo)散(san)作(zuo)用使結合(he)(he)面(mian)孔隙閉合(he)(he)而(er)實現連接(jie)的(de)(de)一(yi)種焊(han)接(jie)方式。耐(nai)(nai)磨(mo)板(ban)與鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)直接(jie)擴(kuo)散(san)焊(han)主要通過(guo)溫度(du)(du)和(he)時間(jian)(jian)的(de)(de)合(he)(he)理搭配(pei)來(lai)得到較(jiao)高(gao)的(de)(de)焊(han)接(jie)質(zhi)量。最佳溫度(du)(du)一(yi)般在900°C±50°C，時間(jian)(jian)為(wei)30~60min，要保證界(jie)面(mian)孔隙閉合(he)(he)并且Fe-Ti化(hua)合(he)(he)物厚度(du)(du)較(jiao)小(xiao)(xiao)；壓強在5MPa左右(you)，過(guo)高(gao)會增加接(jie)頭(tou)(tou)殘余(yu)應力(li)。σ相(xiang)，Fe2Ti，FeTi是耐(nai)(nai)磨(mo)板(ban)與鈦(tai)合(he)(he)金(jin)擴(kuo)散(san)焊(han)接(jie)時易形成的(de)(de)化(hua)合(he)(he)物，通過(guo)加入Ni,Cu等中間(jian)(jian)層(ceng)可避(bi)免(mian)Fe與Ti元素的(de)(de)直接(jie)接(jie)觸，通過(guo)形成脆(cui)性(xing)較(jiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)Ni-Ti，Cu-Ti相(xiang)來(lai)減少或抑制(zhi)Fe-Ti化(hua)合(he)(he)物相(xiang)，可以在一(yi)定(ding)(ding)程度(du)(du)上提高(gao)接(jie)頭(tou)(tou)強度(du)(du)。Ag作(zuo)為(wei)中間(jian)(jian)層(ceng)可以得到韌(ren)性(xing)接(jie)頭(tou)(tou)，但成本(ben)較(jiao)高(gao)。
二、電子束焊接
電子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)原(yuan)理是利(li)用(yong)(yong)加速和聚(ju)焦的(de)電子(zi)束(shu)轟擊置于真空(kong)或非真空(kong)中的(de)焊(han)(han)件所(suo)產生(sheng)(sheng)的(de)熱能(neng)進行焊(han)(han)接(jie)(jie)。具有能(neng)量(liang)密度(du)高，冷(leng)卻(que)速率(lv)快和可控(kong)性好(hao)的(de)特(te)點，能(neng)夠控(kong)制(zhi)熔(rong)池尺寸及兩種金屬的(de)熔(rong)合(he)(he)比，是一種具有獨特(te)優勢的(de)異種材(cai)料焊(han)(han)接(jie)(jie)方法。但是耐(nai)磨板(ban)與鈦合(he)(he)金直接(jie)(jie)采用(yong)(yong)電子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)(jie)會因大量(liang)Fe-Ti化(hua)合(he)(he)物(wu)在焊(han)(han)區的(de)生(sheng)(sheng)成而無法得到完好(hao)的(de)接(jie)(jie)頭(tou)。需要采用(yong)(yong)Cu及Cu-V復合(he)(he)中間層才能(neng)有效抑制(zhi)脆性相(xiang)的(de)產生(sheng)(sheng)，并通過形成固(gu)溶(rong)體來提(ti)高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)強度(du)和韌性。在此基(ji)礎上，調整功率(lv)密度(du)、束(shu)流及焊(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)來控(kong)制(zhi)熱輸入量(liang)，改變偏移量(liang)以得到合(he)(he)適的(de)熱量(liang)分布，進一步提(ti)高焊(han)(han)接(jie)(jie)質量(liang)。
三、激光焊接
激(ji)光焊(han)(han)接(jie)是利用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)激(ji)光束(shu)輻射(she)到(dao)金(jin)屬表面，通(tong)過激(ji)光和金(jin)屬的(de)相互作(zuo)用(yong)，使金(jin)屬熔化(hua)，從而形成焊(han)(han)接(jie)。對于耐磨板(ban)和鈦合金(jin)的(de)異種金(jin)屬焊(han)(han)接(jie)而言，激(ji)光焊(han)(han)較電子束(shu)焊(han)(han)有更(geng)高(gao)的(de)加熱和冷卻速率，采用(yong)偏束(shu)可(ke)得到(dao)具(ju)有一定強(qiang)度(du)的(de)直接(jie)焊(han)(han)合接(jie)頭，但(dan)強(qiang)度(du)偏低(di)且(qie)質量波動大(da)。采用(yong)Cu作(zuo)為中間(jian)層可(ke)得與電子束(shu)焊(han)(han)接(jie)相似的(de)焊(han)(han)接(jie)結果。