铝基复合材料/低碳钢异种材料过渡液相扩散焊

用市售厚约50 μm的纯铜箔作中间层在590℃分别保温30 min及2h进行了铝基复合材料,低碳钢异种金属过渡液相扩散焊试验.结果表明,薄弱界面并非钢,中间层界面,而在于Al MMC/残留中间层一侧界面;液相优先溶解铝基复合材料的棱边而形成明显的环状缺口将导致应力集中;被挤出的多余液相全部流布于铝基复合材料的外表面,而未曾流向钢一侧.断口分析表明,接头沿残留中间层内部(压力较低时)及Al MMC的表层区断裂(压力较高时);Fe向残留中间层内发生了过渡的溶解,足以形成金属间化合物,由此导致接头强度均很低.     

Zn作中间层的ZK60/5083二次真空扩散焊接头显微组织与力学性能

采用二次真空扩散焊的方法,以纯Zn箔作为中间层,实现了ZK60镁合金和5083铝合金的连接。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对焊接接头界面显微组织、元素分布和断口特征进行观测和表征,并测试了接头的显微硬度和剪切强度。结果表明,接头界面区由镁锌共晶相MgZn_2层、残余锌层、铝基固溶体与锌基固溶体的混合物层和铝基固溶体层组成。由于Mg-Zn金属间化合物的生成及Zn原子扩散进入Al基体中产生强化作用使得焊接接头界面区的显微硬度明显高于两侧,呈现"双峰"趋势,接头的平均剪切强度为22.6 MPa,断裂发生在MgZn_2层与残余锌层界面处。     

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。     

高比分SiCp/2024铝基复合材料激光原位焊接头断裂行为

以Ti-6Al-4V合金作为中间层对45%(体积分数)的SiCp增强铝基复合材料进行激光原位焊接,对比分析了不同焊接条件下的接头断裂行为.结果表明,钛夹层厚度为0.5 mm时,有利于获得成形良好、界面结合性紧密的接头.接头断裂位置位于焊缝中心,抗拉强度可达母材强度的50%,此时的断裂机制为准解理断裂;钛夹层厚度增加到0.8 mm时,焊缝中易出现气孔、未熔合缺陷,界面反应也不充分,接头断裂位置位于接头界面,抗拉强度较低,断裂机制多为脆性断裂.     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接。研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属（无增强颗粒）区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因。加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能。采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189．6MPa,约为母材强度的85％。本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论。     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接.研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属(无增强颗粒)区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因.加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能.采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189.6MPa,约为母材强度的85%.本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论.     

SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接

铝基复合材料采用Cu箔、Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层进行瞬间液相连接。研究了保温时间和压力对铝基复合材料接头组织和性能的影响。研究发现，加压能有效改善铝基复合材料接头组织和性能；采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层时铝基复合材料接头强度最高，达189.6MPa，约为母材强度的84.6%。     

Mo中间层对防止Al_2O_3/Kovar钎焊接头裂纹的作用(英文)

为避免Al2O3陶瓷／Kovar接头裂纹的产生,在Kovar表面磁控溅射金属Mo,并使用Ti-Cu-Ni活性钎料进行钎焊试验。通过扫描电镜和能谱对界面微观组织和成分进行了分析。结果表明,当溅射钼中间层的厚度为14．2μm时,在Al2O3／Kovar界面处,Mo中间层可阻碍Kovar中Fe元素与钎料中Ti元素相互反应产生脆性FexTiy金属间化合物,防止了界面处裂纹的生成。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢钎焊接头显微组织和剪切强度的研究

以铜基合金为钎料,通过真空钎焊方法获得Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢牢固接头。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了主要钎焊工艺参数对钎焊接头剪切强度、显微组织和界面处各元素分布的影响规律。结果表明:随着钎焊温度和保温时间的增加,接头的剪切强度先增加后减小。当钎焊温度和保温时间分别为1 060℃和10 min时,钎料与母材中的元素在界面处发生较剧烈扩散,并形成适当厚度的扩散层,界面产物从45钢一侧到Ti(C,N)基金属陶瓷一侧依次为(Fe,Ni)固溶体、Cu Mn Zn金属间化合物、(Cu,Ni)固溶体和Ti(C,N),此时,接头达到最高剪切强度195.3 MPa。     

基于Ti中间层的AZ31镁合金/6061铝合金电阻点焊研究

通过添加钛箔中间层,研究了镁/铝合金异种金属电阻搭接接头的微观组织与力学性能。研究结果表明,添加0.2mm厚度钛箔中间层可以大幅提高镁/铝异种金属电阻点焊接头的结合强度,接头的最大拉剪力随焊接电流的增大先增大后减小;当焊接电流为14kA时,最大拉剪力达到最大为2.2kN。铝钛界面处有TiAl₃生成,接头断裂在镁侧热影响区上,经过换算接头的剪切强度能够达到156MPa。通过SEM和EDS分析,添加钛中间层阻断了镁合金和铝合金的相互扩散,钛中间层阻碍了Mg-Al金属间化合物的生成,从而大大提高接头的结合强度。     

退火时间对AgCuZnNiMn/Cu/AgCuZnNiMn多层复合钎料元素扩散行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和万能力学试验机等研究了500℃退火不同时间对AgCuZnNiMn/Cu/AgCuZnNiMn多层复合钎料界面元素扩散行为与钎焊力学性能的影响。结果表明：复合钎料界面扩散层主要为银基固溶体、铜基固溶体；随退火时间的增加，物相发生明显粗化，界面两侧元素不断发生互扩散，当退火时间为24 h时，界面扩散层厚度达20μm。同时，随退火时间的增加，钎焊接头界面处的应力缓释Cu层逐渐减少直至消失，接头强度从224 MPa下降到165 MPa,接头断裂机制从以韧窝为主的韧性断裂向韧-脆混合性断裂转变。表明退火时间对多层复合钎料中间层宽度设定有重要影响，而中间层的相对宽度也影响钎料的使用性能。     

铝基复合材料的Al-Cu合金中间层瞬间液相扩散连接

采用Al—Cu合金作为中间层研究了铝基复合材料(Al2O3p／6061Al)瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。研究结果表明，在Al—Cu／A12O3p／6061Al接头中无明显的增强相偏聚区和增强相贫化区，且接头成分分布较为均匀；在Al—C。合金中间层厚度30μm、连接温度600℃、连接时间30min条件下，接头抗剪强度为130～140MPa,较Cu／A12O3p／6061Al接头抗剪强度提高45％。因此，采用Al—Cu中间层是改善铝基复合材料接头力学性能的有效途径。     

基于添加Zn中间层的汽车用镁/铝异种金属电阻点焊工艺与性能研究

采用电阻点焊并添加Zn中间层对汽车用镁合金和铝合金进行焊接,通过金相显微镜、扫描电镜和万能试验机研究了焊接接头组织和性能。结果表明,添加Zn中间层后,汽车用镁合金和铝合金电阻点焊时两侧母材分别与Zn发生反应,Zn的加入阻止了镁铝的直接接触,铝侧断口主要物相为Al、MgZn_2和Al_5Mg_(11)Zn_4,镁侧断口主要物相为Mg、MgZn_2,断裂发生在MgZn_2处。随着焊接电流或焊接时间的增加,添加Zn中间层的汽车用镁/铝异种金属焊接接头拉剪力先增加后减小,焊接电流25 kA、焊接时间500 ms、焊接压力8 kN时,接头拉剪力达到最大值4.93 kN。     

温度对Cf/Al与TiAl自蔓延连接接头界面及性能的影响

采用自蔓延连接方法,在真空炉中利用中间层14Al-2Ni-3CuO实现了C_f/Al复合材料与TiAl合金的连接.在连接接头中,靠近TiAl侧,中间层与TiAl生成TiAl₃;靠近C_f/Al侧,中间层与C_f/Al生成 NiAl₃;在C_f/Al复合材料中,中间层的Ni原子扩散到复合材料中,在C_f/Al也有 NiAl₃生成.连接温度对接头界面组织及接头强度影响较大,随着连接温度的升高,中间层与TiAl生成的TiAl₃层厚度明显增加.接头抗剪强度先逐渐增大,在550℃时最高可达26.9 MPa,当连接温度达到600℃时,接头的抗剪强度迅速降低.连接温度较低时,断裂多发生在靠近中间层的TiAl侧;连接温度较高时,断裂多发生在靠近中间层的C_f/Al复合材料侧.     

Zn中间层和浇注温度对A356/2024层状复合材料界面组织及性能的影响

利用液-固铸轧技术制备A356/2024层状复合材料,研究了Zn中间层和浇注温度对液-固铸轧A356/2024层状复合材料界面组织的影响,并分析了复合材料的界面剪切强度和硬度分布。结果表明,采用表面镀Zn预处理能够有效地去除2024铝合金基板表面的氧化膜,并形成Zn包覆层,避免了二次氧化的发生。当浇注温度为700℃时,复合界面剪切强度从未镀Zn预处理的100MPa提升到镀Zn预处理的141 MPa,剪切强度提高近40%。当浇注温度为700℃时,由于Zn中间层的存在,使得镀Zn预处理的复合材料相比于未镀Zn预处理的会在2024铝合金基板一侧出现硬度峰;在高温铝液的热作用下,Zn中间层会使得Al基板表面形成更宽的熔融区域并形成更多的硬化相,导致硬度峰值的出现。     

中间层成分对TiAl/TiB2金属陶瓷SHS连接的影响

采用自蔓延高温合成(SHS)连接技术对TiB2金属陶瓷与TiAl进行连接试验,并研究工艺参数对SHS连接接头界面结构的影响.结果表明,不同成分的中间层发生SHS反应的放热量不同,从而会导致连接界面处的界面结构发生明显的变化.TiAl侧界面处出现的TiAl3反应层厚度与TiB2金属陶瓷侧出现的贫Cu层的厚度均随放热量的增加而明显增加,中间层环状结构的层数及尺寸也发生相应的变化.     

碳化硅复合材料与碳钢钎焊接头的抗剪强度及微观结构

采用磁控溅射镀膜技术对碳/碳化硅复合材料(C/SiC)表面进行镀Ti金属化,以AgCu₂₈为钎料,无氧铜为中间层与碳钢进行钎焊连接. 研究无氧铜中间层、Ti膜厚度和钎焊温度对接头组织形貌和力学性能的影响. 结果表明,采用无氧铜中间层可有效降低接头的残余应力,提高接头强度,并阻挡C/SiC复合材料中的Si元素在钎焊过程中扩散至碳钢侧,防止了碳钢界面FeSi_x恶性反应层的形成. 在试验范围内,钛膜厚度和钎焊温度与接头抗剪强度之间均存在峰值关系. 860 ℃,3 μm Ti膜接头平均抗剪强度最高,达到25.5 MPa. 由剪切试样碳钢侧断口,可观察到大量平行断口方向的碳纤维和碳纤维脱粘坑. 断裂发生在C/SiC复合材料内部距界面约300 μm处. C/SiC界面反应产物以Ti₅Si₃为主,含少量TiC. 钎缝中有TiCuSi相生成.     

C/C复合材料与镍基高温合金连接接头的力学性能和微观结构

采用Ni、Si粉末作中间层连接材料,利用真空热压工艺成功制备C/C复合材料与镍基高温合金(GH3128)的连接样件。并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜和材料万能试验机,研究连接温度对其连接接头力学性能和微观结构的影响规律。结果表明,随着连接温度的升高,不仅接头中间层的元素分布更加均匀,而且接头的剪切强度也随之明显增大。当连接温度为1160℃时,连接接头的剪切强度可达12.6MPa。     

超声工艺对镁合金超声辅助钎焊接头组织性能的影响

采用纯Zn箔为中间层,进行了镁合金超声波辅助钎焊试验,分析了超声波作用及不同超声工艺对钎焊接头形貌和剪切强度的影响。结果表明,在超声波振动的作用下,Mg/Zn界面处的氧化膜发生了破碎,促进了Mg-Zn共晶反应的产生。在钎焊温度为490℃时,采用一次超声波辅助钎焊工艺,接头界面有孔隙存在;采用"首次超声+升温+二次超声"的超声工艺,形成了完全由Mg(Zn)固溶体组成的接头,接头界面处各元素成分变化均匀。该接头的剪切强度可达109 MPa,断裂位置位于镁合金母材侧。     

亚微米级Al2O3p/6061Al铝基复合材料扩散焊接工艺

以亚微米级Al2O3p/6061 Al铝基复合材料为对象,研究了直接扩散焊与采用中间层扩散焊两种工艺焊接铝基复合材料的特点、机理,分析了中间层对接头强度的影响规律.结果表明,在铝基复合材料液、固温度区间,存在"临界温度区域",在此温度区域进行直接扩散焊接时,通过液相基体金属的浸润,使得在扩散接合面中增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,获得高质量焊接接头;进一步研究发现,在扩散接合面上采用合适的基体中间层同样可以将增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,同时增大"临界温度区域"范围,接头性能更加稳定,接头变形量进一步减小(＜2%).