Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed MIG Welded-Brazed Ti-TC4 /Al-5A06 Joints Using Different Fillers

CHANG Hong; WEI Shouzheng; CHENG Xuan; LI Zhiyong; ZHANG Yingqiao

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.12

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Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed MIG Welded-Brazed Ti-TC4 /Al-5A06 Joints Using Different Fillers
Vol. 55, Issue 3, Pages: 88-95(2025)
Received：21 February 2024，

Revised：2025-01-03，

Published：20 March 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.12
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常鸿，魏守征，程璇，等.不同焊丝下TC4钛/5A06铝脉冲MIG熔钎焊接头组织性能［J］.电焊机，2025，55（3）：88-95. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.12.

CHANG Hong, WEI Shouzheng, CHENG Xuan, et al.Microstructure and Mechanical Properties of Pulsed MIG Welded-Brazed Ti-TC4 /Al-5A06 Joints Using Different Fillers[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(3): 88-95. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.12.

摘要

采用纯铝、Al-Si5、Al-Mg5三种焊丝对TC4钛和5A06铝进行脉冲MIG熔钎焊，研究焊丝成分对接头Ti/Al界面特性及力学性能的影响。结果表明：采用纯铝焊丝时，钛与铝基焊缝通过形成芽状界面反应层单层结构实现冶金结合，接头上部反应层宽约3 μm，接头根部反应层宽约0.5 μm。采用Al-Si5焊丝时，接头上部钛与焊缝之间形成均匀层+芽状反应层双层结构实现结合，宽约5 μm；接头根部形成芽状反应层单层结构，宽约1 μm。采用Al-Mg5焊丝时，接头上部钛与焊缝之间形成宽约5 μm的均匀层+芽状反应层双层结构，接头根部仅形成宽约0.5 μm的芽状反应层单层结构。拉伸测试中，采用纯铝焊丝制备的接头抗拉强度为92~94 MPa，接头断裂于铝基焊缝，呈韧性断裂方式；采用Al-Mg、Al-Si焊丝时，所获接头抗拉强度分别为196 MPa、230 MPa，接头均断裂于Ti/Al界面附近，呈脆性+韧性混合断裂方式。实施钛与铝熔钎焊时，应选择熔敷金属强度较高、韧性较好的Al-Mg/Al-Si系合金焊丝作为填充金属。

Abstract

Pure aluminum

Al-Si5 and Al-Mg5 wires were used for pulse MIG brazing of TC4 titanium and 5A06 aluminum. The effect of wire composition on the Ti/Al interfacial characterizations and joint mechanical properties was investigated. When pure aluminum wire was used

titanium and aluminum-based weld were metallurgical bonded by the formation of a bud-shaped interfacial reaction layer

the width of the layer is about 3 μm at the joint upper part and 0.5 μm at the root part. When Al-Si5 wire was used

a double-layer structure with a width of 5 μm containing a homogeneous layer and a bud-shaped layer was formed between titanium and weld at the upper part of the joint. However

only a bud-like reaction layer with the width of 1 μm was formed at the root part. When Al-Mg5 wire was used

similarly

a double-layer structure with a width of 5 μm containing a homogeneous layer and a bud-shaped layer was formed at the upper part of the joint. a bud-like reaction layer with the width of 0.5 μm was formed at the root part. The tensile strength of the joint fabricated using pure aluminum wire was 92~94 MPa

the joint was fractured in the aluminum-based weld and taking the plastic fracture mechanism. However

When Al-Mg and Al-Si wires were used

the tensile strength of the joints was 196 MPa and 230 MPa

respectively. The joints were fractured near the Ti/Al interface and taking the brittle + plastic mixed fracture mode. When implementing titanium and aluminum melting brazing

the filler metal with higher strength and better toughness of the Al-Mg/Al-Si alloy welding wire should be selected as the filling metal.

关键词

Keywords

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