Ga和Ce复合添加对低银无镉钎料组织及性能的影响

通过向Ag17CuZnSn钎料中复合添加微量的Ga元素和稀土元素Ce,研究了Ga和Ce元素的复合添加对低银无镉钎料组织及焊接性能的影响。采用火焰钎焊方法得到黄铜与不锈钢异种金属钎焊接头。试验表明,随着Ga和Ce元素的添加低银钎料的固液相线温度不断下降。当Ga和Ce含量分别为2%和0.15%时,钎料在母材表面的铺展面达到最大值。Ga和Ce元素的复合添加对低银钎料中的CuZn化合物相有明显的细化作用,黄铜与不锈钢钎焊接头的抗剪强度最大值为378.6 MPa。在钎焊过程中,钎缝与不锈钢母材之间发生了明显的元素扩散,Ga元素的扩散率大于其他元素。同时当低银钎料中的Ce元素含量大于0.3%时,钎料组织中出现了新生成的块状的稀土相。     

Ga元素含量对银钎料组织及性能的影响

研究了Ga元素的添加对B17AgCuZnSn钎料固液相线温度、铺展性能、显微组织以及钎焊接头抗拉强度的影响规律. 采用火焰钎焊方法,得到H62黄铜与304不锈钢的对接接头. 结果表明,随着Ga元素含量的增加,B17AgCuZnSn钎料固液相线温度出现下降,在母材表面的铺展性能有所上升,B17AgCuZnSn-2Ga钎料铺展试验中出现“润湿环”现象. Ga元素的添加改善了银钎料的显微组织,当Ga元素质量分数为2%时B17AgCuZnSn钎料组织细小均匀. 此外,采用该系列钎料钎焊黄铜和不锈钢时,得到了致密无缺陷的钎焊接头,当B17AgCuZnSn钎料中Ga元素质量分数为2%时,钎焊接头的抗拉强度达到最大值387.2 MPa.     

BAg17CuZnSn-xCe钎料组织及性能分析

通过向BAg17CuZnSn钎料中添加微量的稀土元素Ce，研究了微量Ce元素的添加对低银钎料组织及焊接性能的影响.结果表明，当Ce元素质量分数为0.15%时，BAg17CuZnSn-0.15钎料在黄铜和不锈钢母材表面铺展面积较BAg17CuZnSn钎料分别提高了12.1%和37.4%，钎焊接头的抗剪强度达到最大值340.2 MPa.随着Ce元素的添加，钎料的自腐蚀电位逐渐正移，钎料的耐腐蚀性能得到提升.Ce元素对BAg17CuZnSn-xCe钎料基体中的CuZn化合物相有明显的细化作用，当Ce元素质量分数为0.15%时，钎料组织最为细小、均匀.但是当Ce元素质量分数达到0.5%时，钎料中出现了Ce-Sn化合物相.     

铟对低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织和性能的影响

研究了低银Ag-Cu-Zn钎料(ωAg≤20%)的熔化特性、铺展性能、钎料显微组织。以黄铜/304不锈钢作为母材,采用火焰钎焊方法,进行了搭接钎焊试验。结果表明,低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织主要由铜基固溶体、银基固溶体、Cu Zn化合物相构成。In的添加降低了Ag-Cu-Zn钎料的固、液相线温度,改善了钎料润湿性能;添加In的低银Ag-Cu-Zn钎料在凝固过程中析出富In的银基固溶体,起到了固溶强化的效果,改善了钎焊接头的显微组织,从而提高了钎缝接头的力学性能。使用17Ag Cu Zn-1In火焰钎焊黄铜/304不锈钢,钎焊接头成形美观、组织致密、无缺陷存在,综合性能与含银量为25%的BAg25Cu Zn Sn银钎料的性能相当,节银效果显著。     

镓对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律.结果表明,随银钎料中Ga元素含量的增加,钎料的熔化温度降低,铺展性能改善,且显微组织有明显改变.分别以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,采用对接和搭接接头形式进行钎焊,研究了钎焊接头的力学性能.除黄铜对接外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含镓银钎料的力学性能优良;对于黄铜对接接头来说,钎焊接头的抗拉强度随银钎料中镓含量的增加而逐渐增大,当镓含量为3%时,钎料的综合性能最好.     

低银BAg10CuZnSnInNd钎料组织与性能

研究了复合添加微量In和Nd元素对低银BAg10CuZnSn钎料熔化特性、润湿性能、显微组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,In元素的添加可以显著降低钎料的固、液相线温度,而Nd元素对钎料的固、液相线温度没有明显的影响.适量In元素和Nd元素的添加可以显著提高钎料在304不锈钢和紫铜上的铺展面积,同时钎料的显微组织得到了明显细化,过量添加In元素和Nd元素后钎料组织中出现了富铟相和稀土相.当In和Nd元素的添加量分别为2%和0.1%时,304不锈钢/304不锈钢接头的抗剪强度达到最大值430 MPa,而304不锈钢/紫铜的钎焊接头发生断裂,且均断于紫铜处,说明钎焊接头的强度大于紫铜.     

镓对Ag-Cu-Zn钎料组织和力学性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律.结果表明,通过添加微量合金元素、优化含镓银钎料的化学成分,可得到铺展性能优良、钎缝力学性能较高的含镓银钎料.以黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,分别采用对接和搭接接头形式,研究测试了钎焊接头的力学性能.结果表明,两种接头形式的钎焊接头均断裂在母材,说明含镓银钎料具有较高的钎缝力学性能,完全可以替代含镉的银钎料.     

微量In对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同In含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎料显微组织以及钎缝力学性能的变化规律.以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,用对接和搭接接头形式进行钎焊试验.结果表明,在银钎料中添加微量In元素,能够降低钎料的熔化温度,改善钎料的铺展性能,并显著改变钎料显微组织.对于黄铜对接来说,钎焊接头的抗拉强度,随银钎料中In含量的增加而呈抛物线方式增加;除黄铜对接接头外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含In银钎料的力学性能优良.     

0.4mm不锈钢单边薄板钎焊工艺及组织分析

采用BNi-2镍基钎料对不锈钢单边薄板(厚度小于0.4 mm)真空钎焊,运用金相分析方法对钎焊接头的微观组织特征进行了研究。试验表明:在真空钎焊过程中,钎料和母材中元素扩散显著;钎缝组织由两部分组成:一部分是接近母材钎缝区一侧的固溶体组织,另一部分是位于中部的化合物相组织。不锈钢单边薄板的焊接接头组织均匀,钎料与母材之间得到了良好的冶金结合,从而得到满足要求的焊接接头。     

6063铝合金低温无铅钎焊

添加质量分数为1%，2%，3%和4% 的Bi元素和1%的Ga元素到Sn-9Zn二元合金中制备新型低温无铅钎料，对热浸镀锌的6063铝合金进行钎焊连接。采用激光共聚焦显微镜、电子扫描显微镜、X射线衍射和维氏硬度计等进行钎焊接头显微组织观察、物相分析、显微硬度分析，通过与3种传统含铅钎料钎焊接头进行对比，研究Bi和Ga元素对接头界面组织及其形成机理的影响。研究结果表明，450 ℃的温度下浸沾10 s时镀锌情况良好，锌液和6063铝合金相互扩散。Bi，Ga元素的添加，改善了钎料的润湿性，Sn-9Zn-xBi-Ga/镀锌层/6063铝合金钎焊接头区存在Al0.71Zn0.29化合物颗粒；Sn87Zn9Bi3Ga钎料的钎焊接头显微硬度最高达到38.4 HV0.2，接头冶金结合最紧密，是比较适合6063铝合金低温钎焊的钎料。     

稀土元素Ce对Zn-22Al钎料组织和性能的影响

研究了稀土元素Ce的添加对Zn-22Al钎料的电阻率、熔化特性、铺展性能、显微组织以及钎焊接头抗剪强度的影响.结果表明,铈的加入对钎料的电阻率、熔化特性影响甚微,但显著改善了钎料的铺展性能,细化了钎料的基体组织,提高了钎焊接头的抗剪强度.当Ce元素的添加量达到0.05%时,钎料在铝、铜两种母材上的铺展面积取得最大值,分别较未添加时提高了21.4%和11.6%;钎焊接头抗剪强度达到最大值91.3 MPa,比未添加稀土时提高了30.3%.稀土铈含量继续增加时,其显微组织中出现脆性稀土相并且尺寸有增大的趋势,钎料铺展性能、钎焊接头强度明显恶化.     

真空钎焊不锈钢接头组织及扩散处理研究

采用BNi-2,BNi-5这2种镍基钎料真空钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢.利用金相分析,X射线衍射物相分析方法对钎焊接头组织特性、相组成和扩散处理后组织进行了研究.结果表明:在真空钎焊过程中,钎料和母材中元素产生明显扩散;扩散处理能够消除钎缝中化合物相,使接头组织均匀化.     

锆元素对Zn-15Al钎料组织和性能的影响

通过扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕等方法研究了微量Zr元素对铝合金/不锈钢异种金属钎焊用Zn-15Al钎料显微组织和性能的影响.结果表明,微量Zr元素的添加对钎料的熔点没有明显影响.Zr元素对Zn-15Al钎料基体中η-Zn相有明显细化作用,当Zr元素的质量分数为0.2%时,细化效果最佳;Zr元素的添加量过多时,钎料中形成块状的Al_2ZnZr化合物.当Zr元素的质量分数为0.2%时,Zn-15Al-0.2Zr钎料在不锈钢和铝合金母材上的铺展面积较Zn-15Al钎料分别提高了15.9%和10.2%,钎焊接头抗剪强度达到最大值143 MPa.Zn-15Al,Zn-15Al-0.2Zr,Zn-15Al-0.3Zr 3种钎料的蠕变应力指数分别为6.64,7.35,8.07.     

Al-12Si自钎剂钎料烧结温度对3003铝合金钎焊接头性能的影响

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料,对不同烧结温度下钎料的钎焊接头力学性能和显微组织进行了研究.结果表明:在烧结温度为460℃时,自钎剂钎料钎焊3003母材的接头抗拉强度达到最大值67 MPa;自钎剂钎料钎焊接头截面上的显微硬度分布不均匀,且钎缝的整体显微硬度高于两侧母材的显微硬度;烧结温度大于440℃的钎料的钎焊接头均匀饱满,钎料扩散较为充分,钎缝中心处主要是由α-Al固溶体和树枝状、针状Si相组成.     

T2紫铜/304不锈钢激光钎焊接头组织及性能

采用铜锰镍钎料,使用激光焊机对T2紫铜和304不锈钢进行了激光钎焊。通过扫描电子显微镜、拉伸试验机测试分析了搭接形式下的钎缝宏观形貌、焊接接头力学性能及钎料元素的扩散情况。结果表明,在紫铜/不锈钢的激光钎焊时,焊接电流对钎缝成形的影响最大、脉冲频率次之、脉冲宽度的影响最小,对应的正交试验极差分别为17.35,15.66,7.91;钎料与母材发生良好的扩散并形成固溶体;钎缝中Fe,Cr元素扩散明显并存在条块状铜基固溶体,在最优的焊接工艺参数下,钎焊接头的抗剪强度达到35.75 MPa。     

Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料性能与显微组织

通过对Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料的钎焊试验发现:单独添加Ga或In元素时,Ga,In元素的添加量分别控制在3%,1.5%(质量分数)左右最佳;复合添加Ga与In元素时,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In的力学性能最佳.对钎焊接头拉伸断口进行分析结果表明,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In接头断口具备明显韧性断裂特征.当In元素添加量超过2%时,对钎焊接头强度的影响趋于平缓,但是断口已具有明显的解理形貌.Ga,In元素在钎料基体中分布均匀,无明显偏析现象,但是Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料基体组织呈现明显的"骨架"状特征.     

Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料钎焊性能的研究

为了满足在990~1010℃温度下钎焊不锈钢的需要,研究了一种Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料。对钎料的熔化特性和润湿性、接头组织以及钎焊搭接接头的剪切强度进行了研究。结果表明:微量元素B、Ce元素可使BNi66MnSiCu钎料的熔化温度显著降低,从而满足在990~1010℃温度下钎焊不锈钢,加入微量元素B、Ce元素后使钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢的润湿性影响较小,但钎料的剪切强度提高约133倍,利用Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料在钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢后,发生了互扩散效应,钎料与母材之间形成了牢固的扩散层;在Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料显微组织中,主要存在Ni基固溶体(溶解有微量的Cu)以及Cu_9Si、MnSi、Mn_6Ni_(16)Si_4等化合物相。     

锆元素对Zn-15Al钎料组织和性能的影响

通过扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕等方法研究了微量Zr元素对铝合金/不锈钢异种金属钎焊用Zn-15Al钎料显微组织和性能的影响.结果表明,微量Zr元素的添加对钎料的熔点没有明显影响.Zr元素对Zn-15Al钎料基体中η-Zn相有明显细化作用,当Zr元素的质量分数为0.2%时,细化效果最佳;Zr元素的添加量过多时,钎料中形成块状的Al₂ZnZr化合物.当Zr元素的质量分数为0.2%时,Zn-15Al-0.2Zr钎料在不锈钢和铝合金母材上的铺展面积较Zn-15Al钎料分别提高了15.9%和10.2%,钎焊接头抗剪强度达到最大值143 MPa.Zn-15Al,Zn-15Al-0.2Zr,Zn-15Al-0.3Zr 3种钎料的蠕变应力指数分别为6.64,7.35,8.07.     

纳米颗粒复合钎料搅拌辅助低温钎焊接头力学性能

采用搅拌辅助低温（半固态区间）钎焊技术,成功制备了低银钎料和纳米复合钎料钎焊接头。研究表明,在低银钎料中加入纳米Ni颗粒,能提高钎料的润湿性和填缝能力,Ni与Cu6Sn5生成孔洞状的化合物(CuxNi1-x)6Sn5及低温搅拌形成的微孔成为界面原子的扩散通道,使其界面IMC厚度都明显高于相同工艺下低银钎料钎焊接头。添加纳米颗粒后,钎料的抗拉强度较基体提高了15.7%,剪切强度较基体提高了22.9%,钎料及其接头由脆断向韧性断裂转变。在钎剂辅助基础上施加搅拌,其复合钎料接头抗拉强度和剪切强度分别较基体钎料的接头提高了32%和24%,相当甚至优于复合钎料本身的抗拉强度和剪切强度     

化学镀锡钎料钎焊黄铜的接头组织和力学性能

采用化学镀方法在BAg45CuZn钎料表面镀覆微米锡层,并用镀锡银钎料以火焰钎焊工艺连接H62黄铜。借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析锡化学镀层、H62黄铜钎焊接头的显微组织和物相,并利用万能拉伸机和SEM表征钎焊接头的抗拉强度和断口形貌。结果表明,锡化学镀层结晶晶粒呈现明显的(110)、(210)择优取向,化学镀锡银钎料连接的接头中母材与钎缝结合紧密,接头组织中富Cu相减少,出现Cu_5Zn_8化合物相。随着基体钎料表面镀锡含量升高,钎焊接头的抗拉强度呈现先升高后降低趋势。在化学镀锡含量为6.0%(质量分数)时,钎焊接头的抗拉强度为353MPa。镀锡前后钎焊接头的拉伸断口均呈现韧性断裂。