为了解决钛/钢异种金属只能在真空中难以获得较好焊接接头的问题,本文研究了大气环境下钛/钢异种金属冷金属过渡(CMT)焊接工艺。本文采用CMT技术对工业纯钛TA2和低合金钢16MnR进行搭接焊实验。为进一步减少金属间化合物的生成,分别在16MnR钢板上堆焊Cu、Ni、Al过渡层,对比不同堆焊层对钛/钢异种金属焊接接头质量的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪、X射线衍射仪(XRD)对接头的组织进行了分析,采用拉伸试验机和显微硬度仪测试了钛/钢异种金属冷金属过渡焊接头的力学性能。结果表明,采用ER4043或ER5356可以实现钛/钢异种金属CMT焊接。焊接电流为125A,焊接速度为5.3mm/s,气流量为18L/min。在钛侧和钢侧焊缝中均有脆性金属间化合物产生,在反应区内的硬度均变大,金属间化合物分别为FeAl3和TiAl3。采用ER5356焊丝的焊接接头中气孔量较少,金属间化合物层厚度较小。Cu能有效地阻碍Fe-Al金属间化合物,接头容易发生脆性断裂;Ni过渡层堆焊过程中有大量Fe进入Ni过渡层中,在焊缝和Ni过渡层的交界面上,既有Ni-Al金属间化合物生成,又有Fe-Al金属间化合物生成,在钎焊界面上均有出现硬度变大的现象,有脆性相产生。在16MnR低合金钢板用小电流堆焊ER5356(堆焊电流为76A,焊接速度为5mm/s)。堆焊铝合金过渡层可以有效提高接头强度。焊缝和铝合金过渡层为熔化焊接头,铝合金过渡层和钢板为钎焊接头。Al-Fe金属间化合物层的厚度为70~80μm。接头的剪切强度为31MPa。