摘要：通过对硬质合金(yg8)与钛合金(ta15)异种材料焊接工艺问题的分析，采用塑性较好的cu作为中间层来缓解ta15厂yg8的接头热应力。在焊接温度为860℃。压力为5mpa，扩散焊接时间分别为1o，20，3o，5o，60min的条件下，研究yg8与ta15的扩散焊工艺.分析了yg8与ta15连接界面的原子扩散机制、反应相生成及其分布规律。结果表明，yg8／cu界面呈一条亮线，结合良好，而ta15／cu界面由于生成层状分布的脆性金属间化合物而出现裂纹。剪切试验时接头也是在此界面断开。在扩散焊接时间为60rain时接头抗剪强度达到116mpa。为硬质合金与钛合金复合构件的生产应用提供了理论研究基础。关键词：真空扩散连接；硬质合金；钛合金；中间相中图分类号：1ig453.9文献标识码：ayg8硬质合金属于wc—co系硬质合金，由于co是金属中与c相容性最好的金属元素之一。co熔液对碳的润湿角为50。一7oo，故co作为粘结相对wc具有良好的润湿性，可使yg8获得良好的物理、力学性能ⅲ.但硬质合金较脆，抗冲击性差，加工困难.因此.在实际应用中往往将其与韧性好、易加工的金属材料连接成为复合部件使用。ta15是一种新型的近or.型中强度钛合金.名义成分为ti一6.5a1—2zr1mo一1vi2]，有着较好的综合力学性能.可作为飞机结构的主要用材，用来制造飞机隔框、壁板等工作温度较高、受力较复杂的重要结构零件，在飞机结构中有着广阔的应用前景e3]，其与yg8连接的复合构件，可充分发挥两者的性能优势。但yg8与ta15的线膨胀系数相差较大(yg8为45l06m／k。ta15为8.olom／k)。焊接过程中.由于热失配产生的热应力往往会导致在yg8／ta15界面上或yg8中产生裂纹.从而严重影响接头的力学性能。加之ta15活性大，易氧化，熔焊焊接性差。由此可见，yg8／ta15冶金焊接性与工艺焊接性的较大差异是两者可靠连接的瓶颈。针对硬质合金与金属连接易产生应力的问题，国内外相关的研究大都集中在中间过渡层的选取上。ti6a14v钛合金与wc—co硬质合金的摩擦焊可以采用纯nj作为中间过渡层e41。wc—co类硬质合金和工具钢的扩散焊可以采用fe—ni作沩中间过渡层i5]，均在应力缓释方面获得良好的效果。使用热等静压扩散连接方法，采用ni箔作为中间过渡层实现了硬质合金与工业纯铁、q235钢、45钢、tio钢良好的冶金结合i6]。针对硬质合金与钢连接界面易形成有害的11相，使结合部位抗弯强度降低的问题，tig焊时，采用ni—fe—c焊丝，避免了11相的形成，从收稿13期：2007—03—29；修回13期：2007—08—17而提高了接头的力学性能et]。基于以上的研究基础，本试验拟采用塑性更好的cu箔代替作为应力缓释层.研究了yg8与ta15的真空扩散焊工艺，分析了yg8／ta15接头连接界面的原子扩散机制、反应相生成及其分布规律。1研究
方案试验用ta15的规格为39mm26mm4mm.其化学成分见表1。yg8的规格为24mm~14mm2mm，含有(co)8％和(wc)92％采用cu作为中间层材料，厚度为0.1mm。表1试验材料的化学成分(质量分数)(％)材料almovzrcfehsion其它ta155.5—7.00.2~2.00.8~2.51.5~2.5o.10.250.0150.150.150.0303ba1.焊前依次用32，5，1200和15oo的sic砂纸打磨2个试样的待焊面至平整，并去除试样和cu表面的氧化膜，采用trio0粗糙度仪测量表面r