铍青铜薄片预置镍中间层的微电阻点焊

为提高铍青铜薄片微电阻点焊的接头性能,采用0.05 mm厚纯镍作为中间层对0.1 mm厚铍青铜进行焊接,对比分析预置镍层与未预置镍层时的点焊接头性能,并综合研究中间层的作用机理。结果表明:铍青铜薄片预置镍中间层后,点焊接头焊核尺寸增大,接头抗拉剪力提高79.2%,断口结合面撕裂区呈韧性断裂特征,接头热影响区组织为细小的胞状晶、焊核中心及底部区域为等轴晶;镍中间层的添加改变接头连接机制,整个接头由熔化焊及钎焊连接组成。另外,通过产热分析发现,预置镍中间层增加镍与铍青铜之间的接触电阻和镍层体电阻,接头总产热电阻增大;镍中间层通过增大焊接热输入以及扩大接头连接区域面积使得接头的质量提高。     

铜/镀镍钢微电阻点焊接头形成机理

采用微电阻点焊对纯铜和镀镍钢片异种金属进行了点焊连接,通过拉剪试验、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了镀层金属镍在铜/镀镍钢片微电阻点焊冶金过程中对接头形成和接头强度的影响. 结果表明,铜/镀镍钢片微电阻点焊接头的形成机理包括固相连接和熔化连接,其形成过程为: 铜和镀层镍在锻压力和析出热量下,形成固相连接;在铁和镀层镍之间开始熔化;镀层镍被熔化的金属向边缘处挤压,镍在边缘处与铁、铜形成了新的组织;熔核的形成. 在两种不同的接头形成机理下,其拉伸断口都有呈抛物线状或拉长的韧窝出现.     

镀银编织铜丝与铜层微电阻点焊接头组织与性能研究

研究了0. 1 mm镀银编织铜丝与0. 07 mm厚度超薄纯铜层微电阻点焊接头的微观组织和力学性能,分析了不同参数对接头力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对典型接头的微观组织结构特征进行了分析。结果表明,当焊接热量足够时,焊点接头主要为钎焊-熔焊混合连接机制,其形成过程中经历银元素润湿铺展、银元素扩散、铜元素熔化和金属凝固四个过程;焊点连接面处组织致密,存在铜银两相与单富铜相构成连接界面形态,后者焊点微观组织结构含有熔焊的特征;试验所用参数范围内,焊点的最大抗剪力可达45 N,焊接时间与焊接电流均在一定的范围内对焊点性能影响较大,当电阻产热达到饱和区间,焊点抗剪切性能变化不大。     

钨铜/铍青铜异质钎焊界面组织与性能

采用BAg56CuZnSn,BAg50ZnCdCuNi和BAg49ZnCuMnNi银钎料实施了钨铜合金/铍青铜异质材料接头的感应钎焊连接,研究了其钎焊界面组织与力学性能.结果表明,3种银钎料均能获得完好界面钎焊接头,钎料与钨铜和铍青铜形成较好冶金结合.钎料与铍青铜界面冶金结合充分,形成明显互扩散区.钎料与钨铜钎焊界面清晰,且钎料向钨铜近界面区域形成明显扩散渗入现象.强度测试表明,BAg49ZnCuMnNi钎焊接头强度最高,达到250 MPa,接头断裂均发生在钨铜侧钎焊界面.分析表明,钎料向钨铜渗入明显促进界面结合,钎料中添加镍,由于镍与钨的扩散互溶进一步提高界面冶金结合,Mn元素添加明显细化钎缝晶粒,接头强度显著提升.     

中间层对DT4C/BZn15-20异种金属电阻点焊接头显微组织和力学性能的影响

对有无镀层的DT4C纯铁和BZn15-20锌白铜异种金属进行了电阻点焊,使用光学显微镜和X射线衍射仪对焊接接头进行微观组织观察和分析,并进行力学性能测试,研究了不同镀层中间层对焊接接头质量的影响。研究结果表明,无镀层中间层的DT4C纯铁与BZn15-20锌白铜电阻点焊时生成了大量的脆性的FeCu_3、FeZn_7、Fe_4Zn_9、FeZn_4相,产生裂纹。采用铜镀层和镍镀层中间层的接头母材未发生熔化以形成椭圆状熔核,中间层阻隔了锌白铜母材和DT4C纯铁的直接接触,减少了脆性金属间化合物相的数量,提高了接头的力学性能,镍中间层的效果优于铜中间层。     

Ti6Al4V/Cu异种金属激光焊接头组织及性能研究

为解决Ti/Cu异种金属焊接时形成TixCuy脆性相严重降低接头力学性能的问题,利用激光诱导钎焊反应方法对采用Nb做中间层的Ti6Al4V和Cu材料进行了焊接。将光束置于Ti6Al4V/Nb界面控制热输入使得Nb中间层部分熔化形成焊接接头。结果表明,在Ti6Al4V/Nb界面形成了由(Nb,Ti)固溶体组成的熔化区,依靠未熔化的Nb从熔化区吸取的热量使得Cu熔化从而润湿Nb,在Nb/Cu界面形成了Cu基和Nb基固溶体组成的钎焊连接层。因此,通过一次焊接形成了两个连接界面。Ti6Al4V和Nb被熔化焊连接,而Nb和Cu被钎焊连接,两个区域被未熔化的Nb隔开,从而抑制了Ti_xCu_y金属间化合物的形成。接头的抗拉强度达到225 MPa,并且呈典型的韧性断裂模式。     

Bi-2223／Ag高温超导带材的有阻连接研究

采用低熔点63%Sn-34%Pb-1%Bi-2%Ag合金钎料膏软钎焊和不去除Ag合金包套的直接扩散连接两种方法进行Bi系超导带材的有阻连接.研究了搭接长度、钎焊保温时间、扩散连接温度对接头显微结构、临界电流和电阻的影响.工艺适当时,两种接头的电阻均能达到10-8 Ω量级且临界电流较高.     

铝/钢异种金属先进连接方法研究进展

论述了铝/钢连接难点与各类连接方法的发展现状,并着重介绍了铝/钢电阻点焊中优化电极、加中间层、热补偿垫片法3种主要的提高接头性能的方法及前沿的一些尝试。另外针对电阻点焊过程的检测与数值模拟也做了简要概括。最后,针对目前铝/钢电阻点焊研究尚且存在的一些问题进行了展望。     

中间层对高体积分数SiCp/Al复合材料真空钎焊的影响

采用铜箔、Al-Si-Mg及Al-Si-Mg/Cu/Al-Si-Mg(简称ACA)3种不同中间层对高体积分数45%SiC_p/Al复合材料进行真空钎焊连接研究.通过SEM,EDS及XRD等方法对钎缝的微观结构及界面组织进行了分析,研究了中间层种类对钎焊接头微观结构、界面组织以及连接强度的影响,阐明了不同中间层钎焊连接45%SiC_p/Al复合材料的界面形成过程及接头断裂机制.结果表明,ACA中间层兼具了铜和Al-Si-Mg钎料的优点,可降低钎料的液相线,增加其流动性,通过Cu原子优先在铝合金基体与其氧化膜的界面处扩散发生共晶反应,增强钎料的去膜作用,从而实现高体积分数45%SiC_p/Al复合材料的高质量连接.     

中间层铜对铝/钢电阻点焊接头性能的影响

研究中间加厚度为50μm的铜箔对6061-T6铝合金与TRIP980高强钢异种金属电阻点焊组织与性能的影响。结果表明:采用厚度为50μm铜中间层,点焊接头主要由两部分组成,分别为熔核区与界面区,实质为熔-钎焊特征。当预热电流为8kA、预热时间为20cycle、焊接电流为16kA、焊接时间为15cycle、电极压力2.7kN时,接头拉伸力达到最大值为4.32kN,为纽扣断裂,较之未加铜片拉伸力提高约14%,且塑韧性提高。     

Laser welding/brazing of 5182 aluminium alloy to ZEK100 magnesium alloy using a nickel interlayer

Aluminium alloy and magnesium alloy were successfully joined by using laser welding/brazing technology via a nickel interlayer. Microstructure and mechanical properties of the dissimilar Al/Mg joints with and without a nickel interlayer were comparatively investigated. No joints were achieved without a nickel interlayer; after welding, specimens were separated without applying any force. By inserting a nickel interlayer, sound metallurgical bonding were obtained at the interfaces. Hence, the joint strength reached 410 N with the failure at Mg/Ni interface. The influence of Ni interlayer on the weld defect, microstructure and joint strength was studied, and the joint formation mechanism was also discussed.     

热时间常数在QBe2箔与Cr20Ni80丝电容储能点焊中的应用

为了满足微型电机电刷零部件的使用要求,根据计算所得的热时间常数τ及其与焊点中心部分温度上升的关系曲线,确定了QBe2铍青铜箔与Cr20Ni80镍铬丝微型件电容储能点焊工艺参数的选取原则.根据所选的工艺参数,采用电容储能点焊机对试样进行焊接,并对焊接接头的金相组织、微区成分进行了分析试验.结果表明,利用热时间常数选取的工...     

Effect of immersion Ni plating on interface microstructure and mechanical properties of Al/Cu bimetal

A nickel-based coating was deposited on the pure Al substrate by immersion plating, and the Al/Cu bimetals were prepared by diffusion bonding in the temperature range of 450–550 °C. The interface microstructure and fracture surface of Al/Cu joints were studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The mechanical properties of the Al/Cu bimetals were measured by tensile shear and microhardness tests. The results show that the Ni interlayer can effectively eliminate the formation of Al-Cu intermetallic compounds. The Al/Ni interface consists of the Al₃Ni and Al₃Ni₂ phases, while it is Ni-Cu solid solution at the Ni/Cu interface. The tensile shear strength of the joints is improved by the addition of Ni interlayer. The joint with Ni interlayer annealed at 500 °C exhibits a maximum value of tensile shear strength of 34.7 MPa.     

单晶过渡液相扩散焊接头单晶化机理

为了探明单晶高温合金TLP扩散焊接头单晶化机理,采用扫描电镜（SEM）、背散射电子（BES）和背散射衍射（EBSD）分析接头微观组织.结果表明,接头内形成贯穿型晶界和等轴晶粒是接头无法实现单晶化的主要原因.在实际焊接过程中,应严格控制试样加工、中间层添加、装配、焊接等工序.在等温凝固阶段,液相依附于固态单晶基体以平面晶的方式外延生长,直至液相消失,界面上形成具有一致晶体取向的一块单晶,随着保温时间的延长,固态均匀化过程充分进行,冷却后将形成单晶化的接头.     

TiNi形状记忆合金与不锈钢的瞬时液相扩散焊

采用AgCu金属箔作中间过渡层,对TiNi形状记忆合金与不锈钢进行了瞬时液相扩散焊,分析了接头的显微组织、元素分布和物相组成等,研究了接头的抗剪强度和断裂方式。结果表明:接头界面区由TiNi侧过渡区,中间区,不锈钢侧过渡区组成,主要相分别为Ti(Cu,Ni,Fe),AgCu,TiFe等。连接温度为860℃,保温时间为60min,连接压力为0.05MPa时,接头最大抗剪强度为239MPa。断裂发生在TiNi母材和AgCu中间层扩散界面上,断口为混合断裂形貌。通过中间层等温凝固过程动力学模型,结合界面形貌和元素扩散分析,认为TiNiSMA与不锈钢异种材料瞬时液相扩散焊过程存在明显的非对称性。     

镍作中间层脉冲加压扩散连接钛合金与不锈钢

采用纳米Ni粉、纳米Ni镀层、Ni箔作中间过渡层,对TA17近。型钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢进行了脉冲加压扩散连接,接头抗拉强度分别达到了175,212,334MPa。在金相显微镜下,对拉伸断口形貌进行了观察和分析;利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射分析（XRD）测定了连接接头各区域内的微区成分和物相。结果表明,纳米Ni粉致密度不够高,纳米Ni镀层质量不够高,在很大程度上限制了接头强度的提高;Ni箔中间层的存在成功地阻止了Fe与Ti之间的互扩散,避免了形成脆而硬的Fe—Ti系金属间化合物。     

ZrB2-SiC/Inconel 600钎焊接头界面结构与反应机理

采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC陶瓷与Inconel 600镍基合金进行真空钎焊连接。利用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪研究了钎焊接头界面结构、断口形貌,借助万能试验机测试其剪切强度。结果表明:采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC/Inconel 600真空钎焊,可以实现接头冶金结合,接头无裂纹及微孔隙缺陷。界面反应产物为Ni-Fe-Cr合金、Cu(s,s)+Ag(s,s)固溶体、(Cr,Fe)7C3+(Cr,Fe)3C2合金碳化物,结合扩散理论和热力学分析阐述了界面产物形成机理。钎焊接头室温平均剪切强度为32.92 MPa,断裂模式为解理断裂。     

TLP bonding of Ti-6Al-4V and Mg-AZ31 alloys using pure Ni electro-deposited coats

Transient liquid phase (TLP) bonding of Mg-AZ31 and Ti-6Al-4V alloys was performed using pure thin Ni electro-deposited coat interlayer (12 μm). The effect of bonding temperature, time and pressure on microstructural developments and subsequent mechanical properties across joint interface was studied at a temperature range from 500 to 540 °C, bonding time from 1 to 60 min and bonding pressure from 0 to 0.8 MPa. The mechanisms of bond formation varied across the joint region, with solid-state diffusion dominant at the Ti-6Al-4V interface and eutectic diffusion at the Mg-AZ31 interface. Joint microstructure was examined by scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS). X-ray diffraction (XRD) was used to detect the formation of intermetallic phases at the fracture surface. The maximum joint shear strength of 61 MPa was obtained at a temperature of 520 °C, 20 min and at a bonding pressure of 0.2 MPa. This joint strength was three times the bond strength reported for joints made using adhesives and represents 50% of the Mg-AZ31 alloy shear strength.