焊接在現代的工業生產中，已成為一種重要的金屬加工工藝方法，廣泛地應用于造船、航空、航天、汽車工業及機械制造等許多現代工業部門, 隨著科學技術的發展，異種金屬的焊接技術發展越來越快，并且質量要求也越來越高。為適應焊接技術發展的需要，研究異種金屬的焊接工藝技術已成為焊接領域的一種發展趨勢。

1 異種金屬的焊接研究現狀

1.1 鋁鋼異種金屬焊接研究現狀

近年來，環保問題越來越受到重視，汽車工業為了節約燃料、保護環境、不斷努力減輕汽車重量，因此對汽車用材料提出了更高的要求。增加鋁材的使用量是其中的重要措施之一, 所以在汽車工業生產中，采用“鋼+鋁”雙金屬焊接結構成為汽車輕量化的首選方案，這必然涉及到鋁和鋼兩種材料之間的連接。

目前，應用于鋁和鋼連接的焊接方法主要有：壓焊（滾焊與爆炸焊、摩擦焊、攪拌摩擦焊）、釬焊、熔焊、擴散焊、電弧焊、焊和磁脈沖焊等。

鋁鋼之間的焊接，一直是焊接領域的難點和熱點問題，其中脆性金屬間化合物的生成是影響接頭性能的主要因素。壓力焊和釬焊由于基體可以在焊接過程中保持固態，同時焊接熱輸入容易控制，因此接頭的性能一般不受限于金屬間化合物的厚度，比較適于鋁鋼之間的焊接，但是這種焊接方法效率較低，對工件的尺寸和形狀有特殊的要求，不適于大批量生產。而熔焊方法比較靈活，效率較高，但是金屬間化合物又成為不可避免的附加產物。雖然采用熔釬結合的方法已經獲得了很好的效果，但是對于金屬間化合物的生長動力學以及如何促進鋁合金熔體潤濕鋼板表面等方面還沒有系統研究，因此，解決上述問題對于促進高效的焊接方法在鋁鋼焊接中的應用具有重要的意義。

1.2 銅鋼異種金屬焊接研究現狀

隨著經濟的迅速發展和科學技術的不斷進步，新材料、新工藝、新設備不斷涌現，對零部件的性能提出了更高的要求。采用鋼和銅復合零部件, 因在性能與經濟上優勢互補，具有廣闊的應用前景。

世界各國的研究者對銅和鋼的焊接進行了實驗和理論分析，目前常用的焊接方法有熔焊、壓焊、釬焊和熔焊-釬焊等。

每種方法都具有各自的特點和應用范圍。其中冷金屬過渡焊接是一種比較新的焊接方法，應用前景廣闊。在銅-鋼焊接接頭結合機理方面的研究, 多集中于對青銅和鋼焊接后的接頭組織方面，對于紫銅與鋼的焊接還需要進行進一步探討。

1.3 鈦鋼異種金屬焊接研究現狀

用熔焊焊接鋼與鈦及鈦合金，焊縫產生TiFe、TiFe2及TiC脆性化合物, 焊后容易產生裂紋，因此一般不采用熔焊方法（指電弧焊、埋弧自動焊及CO2氣體保護焊）。在焊接生產中, 多采用真空擴散焊、真空電子束焊、釬焊及氬弧焊等方法可獲得優良的鋼與鈦及鈦合金的焊接接頭。

鈦合金與高強鋼是廣泛地用于航空航天、空間技術、核能、船舶等武器裝備領域的重要材料，鈦合金與不銹鋼的連接可以采用真空釬焊、擴散焊、摩擦焊等方法，能夠獲得性能良好的接頭。航空某部件中存在 TC4鈦合金與42CrMo鋼之間的連接，采用擴散焊和釬焊的方法獲得優質的接頭。

航天器推進系統中的異種金屬導管結構大量采用了鈦合金與不銹鋼，它們之間至今還采用機械連接加密封膠脂的組合方法進行連接，密封程度低、接頭性能差，并且密封物質一旦侵入導管結構內部，將會造成嚴重的后果。采用高頻感應釬焊的方法，能夠獲得高密封性能、高力學性能的釬焊接頭，杜絕了雜質侵入導管結構中的可能性，并且能夠大大提高一次連接的成功性和生產效率。

1.4 Mg/Al異種金屬的焊接研究現狀

目前鎂合金的研究和開發應圍繞提高材料的強度、塑性、韌性、抗腐蝕以及抗疲勞等綜合性能來開展，新型合金的開發可通過采用新的合金元素、新的抗腐蝕處理工藝等途徑實現。除了鎂合金的設備開發、合金系研發、熔煉外，鎂合金研究的一個關鍵問題是鎂合金與其他金屬的焊接問題。Mg 和Al的表面容易形成氧化膜（MgO、Al2O3），采用一般的焊接工藝難以得到良好的焊接接頭，并在焊縫中極易形成大量的Mg-Al系脆性金屬間化合物。因此，采用先進的連接方法對Mg/Al異種金屬進行焊接是目前非鐵金屬材料焊接領域的前沿課題。

Mg/Al異種金屬的焊接研究目前主要集中在焊接方法選擇、焊接參數、填充材料以及焊接接頭組織性能等幾個方面。目前采用的焊接方法主要是熔焊和固相焊，例如，鎢極氬弧焊、電子束焊、攪拌摩擦焊、電阻點焊以及擴散焊等。

Mg、Al均屬于輕質非鐵金屬材料, 被廣泛應用于航空航天、汽車、電子等高新領域，Mg和Al的焊接問題則是其作為實用工程材料必然涉及的一個問題。目前的研究中接頭結合區易形成高硬度的Mg-Al系脆性相，會嚴重降低接頭組織的塑性，因此母材及焊接方法的選用將成為今后Mg和Al焊接的重點。進一步開展Mg和Al的焊接工藝和基礎理論研究，對推動Mg/Al異種金屬焊接接頭應用有重要的意義。

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