异种材料TLP扩散连接过程的非对称性

通过对SiC颗粒增强A1基复合材料与A1合金的TLP扩散连接试验，对异种材料TLP扩散连接过程存在的非对称性进行了深入的研究，并对异种材料TLP扩散连接过程的等温凝固动力学进行了数学建模，且结合接头区域的成分分布进行了验证。研究表明：SiC颗粒增强铝基复合材料与铝合金连接接头区域连接界面向铝合金一侧偏移，接头区域溶质原子成分分布非常不均匀；由于溶质原子扩散速度以及中间层和母材冶金反应的不同，导致异种材料TLP扩散连接过程存在明显的非对称性。所建的等温凝固动力学模型能够用来解释异种材料TLP扩散连接过程，对于异种材料连接具有重要的理论意义。     

异种材料瞬时液相扩散焊过程的非对称性

通过对12Cr2MoV贝氏体耐热钢和TP304H不锈钢异种金属的瞬时液相扩散焊(TLP试验,确定出其合适的工艺参数,实现了可靠的连接,并分析了元素分布情况,对异种材料的TLP过程的非对称性进行了研究.研究表明,在异种钢TLP过程中,存在元素的非对称扩散,从而引起接头两端等温凝固速度的不同.导致原始界面中心线向TP304H一侧偏移.     

铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接

采用TLP扩散连接方法对铝合金与SiC颗粒增强Al基复合材料进行了连接试验研究，应用扫描电镜和能谱分析技术对TLP连接接头进行了微观组织观察和接头区域各元素的浓度分布测试。结果表明，SiC颗粒增强铝基复合材料与铝合金连接接头区域连接界面向铝合金一侧偏移，接头区域溶质原子浓度分布非常不均匀，由于溶质原子扩攻速度以及中间层和母材冶金反应的不同，导致铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接过程存在明显的非对称性。     

钛合金喷管TLP连接中间层的确定

钛合金喷管TLP连接中间层是实现TLP连接的主要因素,中间层成分的选择和厚度是保证中间层性能的关键.通过Dictra动力学模拟计算软件对TC4钛合金,分别采用Cu和Ni作为中间层,进行TLP连接中间层元素互扩散规律的模拟计算,并依据连接温度,结合二元共晶相图,确定最优的中间层材料,同时摸索出钛合金喷管TLP连接中间层的...     

10Cr9Mo1VNb钢管的瞬时液相扩散连接与TIG+SMAW焊对比分析

针对目前应用熔焊方法连接管道的不足,介绍了管道的瞬时液相扩散连接(TIP连接)技术.分别对10Cr9Mo1VNb钢管采用TLP连接和TIG+SMAW焊,对比分析了10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接和TIG+SMAW焊在外观、接头强度和生产率、成本、劳动卫生等方面的优劣.结果表明,10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接外观较好,接头强度高,生产率、成本、劳动卫生好,管道的TLP连接具有良好的应用前景.     

降熔元素对T91钢TLP连接组织和性能的影响

T91钢TLP连接的关键在于降熔元素MPD的选择.在1230℃～1260℃,3～5 MPa下,采用氩气保护,以自制中间层对T91钢管进行了瞬时液相扩散连接(TLP).运用正交试验分析了中闻层成分、温度和压力时接头显微组织和力学性能的影响.结果表明:在合适的工艺参数下,T91钢TLP连接接头可获得良好的组织和性能;当中间层中的降熔元素含量差别较小时得到的接头组织仍然差别较大.指出中间层中的降熔元素对中间层的润湿、快速扩散和均匀化均有重要作用;以母材为基体加适量MPD(其中以B元素为最佳)可制出合适的中间层.     

MGH956合金TLP连接机理及接头组织分析

MGH956合金是采用机械合金化方法制造的氧化物弥散强化高温合金，具有高温力学性能好、高温抗氧化和抗腐蚀性能好的综合优势。自行研制了中间层合金KCol进行MGH956合金过渡液相(TLP)扩散连接试验，分析了接头组织、成分和连接工艺的关系，确定了MGH956合金TLP扩散连接机理。同时，对MGH956合金焊接接头中产生的夹渣缺陷进行了深入的分析。结果表明：在连接温度1240℃、保温8h条件下，可以获得焊接缺陷少、完整连续的焊接接头。     

TLP连接技术研究进展

TLP连接方法是一种常用于难焊金属，尤其是复合材料和导种材料的重要连接方法，自上世纪50年以来，在Ni基，Co基耐热合金，Ti合金，半导体材料，复合材料，复合材料以及异种材料的连接中得到了大量的应用，70年代以来，众多的研究者对TLP连接机理进行了大量的研究工作，取得了很大的成就，重点从TLP连接方法的发展入手，比较系统地总结了研究TLP连接过程动力学的各种方法，研究结果为TLP连接方法的研究和应用提供了重要的理论基础。     

DD3单晶合金TLP扩散焊接头的高温拉伸性能和持久性能

为了实现DD3单晶合金叶片的优质连接,采用专为DD3设计的XH4A中间层合金,对DD3进行了TLP 扩散焊试验.在1 240℃/4 h的规范下扩散焊,并在焊后按母材热处理制度进行固溶时效处理,可获得致密完整的DD3合金扩散焊接头,焊缝组织与母材类似,接头760℃和900℃拉伸强度达到母材性能指标,760℃和1 040℃持久强度分别达到母材性能指标的90%和80%.还研究了扩散焊热循环对母材组织性能的影响,结果表明,DD3合金经1 240℃/4 h热循环后,再按母材标准热处理制度进行固溶时效处理,其组织和性能与标准热处理态完全相同.研究的DD3合金TLP扩散焊工艺可用于DD3合金实际叶片构件的连接.     

DD6单晶TLP焊保温时间及硼元素扩散距离的理论预测

采用急冷Ni-8Co-4Cr-0.5W-3.2B中间层合金箔,对DD6镍基单晶高温合金进行了瞬时过渡液相扩散连接,连接温度为1200℃。理论分析了TLP焊等温凝固时间、固相成分均匀化时间及降熔元素硼向母材的扩散深度,其值分别为6.4 h、9.6 h和170μm。试验结果表明,在1200℃×12 h进行TLP焊连接,可以获得无共晶相产生的组织均匀的等温凝固焊缝;通过对接头进行后续的标准化热处理,焊缝中γ′相完全立方化,界面两侧γ′相晶粒尺寸相同,分布均匀,排列齐整,镶嵌于连续均匀的母材之中,γ′相的结晶取向与母材相一致,实现了DD6单晶扩散连接界面组织的单晶化。理论预测结果与试验结果相吻合。     

碳钢-Cu箔中间层-304不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能

用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和剪切试验等方法,研究了以Cu箔为中间层的碳钢/不锈钢双金属瞬间液相扩散结合区组织性能。结果表明,以Cu箔作中间层,采用冷拔-瞬间液相扩散复合法可实现碳钢与不锈钢之间的良好冶金结合,结合区抗剪强度可达到300 MPa以上。在铜/不锈钢界面,铜液沿不锈钢奥氏体晶界扩散,形成残余"孤岛"奥氏体组织分布于铜基体中;在碳钢/铜界面,沿界面形成连续的岛状富铁相,然后呈枝晶状向铜中间层有向生长;在一定温度和时间范围内随扩散时间延长或扩散温度升高,结合区富铁相增多,结合区硬度提高,抗剪强度也进一步提高。     

Research on Transient Liquid Phase Diffusion Bonding of Steel Sandwich Panels Under Small Plastic Deformation

Plastic deformation was newly introduced in transient liquid phase (TLP) diffusion bonding of steel sandwich panels. The effect of plastic deformation on bonding strength was investigated through lab experiments. It was assumed that three factors, including newly generated metal surface area, deformation heat, and lattice distortion, contribute to the acceleration of interface atoms diffusion and increase of diffusion coefficients. A numerical model of isothermal solidification time was developed for TLP bonding process under plastic deformation and applied to carbon steel sandwich panels bonding with copper interlayer. A reasonable isothermal solidification time was obtained when an effective diffusion coefficient was used. Based on lab experiments, the effects of plastic deformation on interlayer film thickness and isothermal solidification time were studied through theoretical calculation with the new model. The evolution of interlayer film thickness indicates a good agreement between the calculation and experimental measurement. The results show that the isothermal solidification time is obviously reduced due to the effect of plastic deformation. Furthermore, a new steel sandwich cooling panel for heat exchanger was fabricated by TLP diffusion bonding under 13.1% plastic deformation. The test results suggest that a steel sandwich panel of inequidistant fin structure can provide enhanced heat transfer efficiency.     

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散焊的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相(TLP)扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系,人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p/6061Al的TLP扩散焊(用Cu箔作中间层)焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象,在Matlab语言环境下,以正交实验数据作为训练和预测样本,用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明:正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的,切实可行的。     

"相变-扩散钎焊(T/DB)"新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点.试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3 min)的对比试验.结果表明相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直.分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献.     

TLP焊用非晶态中间层合金的制备及焊接性能

研究了适于16Mn钢TLP焊用非晶态Ni-Si-B中间层合金的成分及相选择,在热力学模拟试验机上对16Mn钢进行了TLP焊接,分析了中间层合金的焊接性能、结合界面组织和接头力学性能.结果表明,非晶态镍基中间层合金在TLP焊16Mn钢的过程中具有良好的润湿性和铺展性.接头填充饱满,组织均匀,界面母材与原始组织相比未有粗化迹象.焊接工艺参数为轴向压力10 MPa、升温速度50℃/s、焊接温度1150℃和保温时间5min条件下,所得接头的弯曲角达90°.Ni基非晶态中间层实现了16Mn钢TLP焊高强度连接.     

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

瞬时液相扩散焊连接压力的研究

瞬时液相扩散连接过程中由于过渡液相的产生降低了连接过程中所需要的压力,但是压力在瞬时液相扩散连接过程中起着重要的作用,是保证焊接接头质量,提高焊接效率的主要影响因素之一。本文对连接压力在连接过程中排除氧化膜、减少等温凝固时间等作用进行了总结,并对其选择依据和控制原则进行了讨论。     

瞬时液相异种连接FSX-414/MBF80/IN738体系的固/液界面位置的预测(英文)

采用有限元差分法模拟FSX-414/MBF80/IN738体系异种瞬时液相(TLP)连接的等温凝固过程。将TLP连接模型分为2部分,并运用一个移动的液/固界面模型来研究他们。使用扩散方程对每部分接头进行预测,直到等温凝固过程结束;分别预测了这2部分的等温凝固完成时间、浓度分布曲线和固/液界面位置,认为这2部分固/液界面的交点是等温凝固的终点。为了获得一些必要的扩散数据,在不同温度、时间和真空条件下进行FSX-414/MBF80/IN738体系的瞬时液相连接实验。结果表明,实验结果与预测结果一致。