挤压态AZ61镁合金真空扩散焊接试验研究

采用再结晶退火的方式,细化挤压态AZ61镁合金晶粒,并将细化后的镁合金进行真空扩散焊接研究。剪切强度试验结果表明,在连接压力为10MPa和真空度为18Pa的条件下,扩散温度为470℃、保温时间为90min时可得到最大剪切强度51.95MPa。试验分析表明,扩散温度和保温时间是扩散焊接接头性能的主要影响因素。对扩散焊接头及其周围区域进行显微硬度测量发现,焊缝处的显微硬度最大,偏离焊缝沿母材方向的显微硬度逐渐减小。     

保温时间对TLP扩散焊焊接TA2纯钛接头组织和性能的影响

以Cu-Ni-Sn-P非晶合金作为中间层材料,采用瞬时液相(TLP)扩散焊焊接了TA2工业纯钛,研究了保温时间对接头组织和性能的影响。结果表明:该接头结合处由残留中间层、等温凝固层和界面扩散层组成,随着保温时间的延长,残留中间层厚度减小,界面扩散层宽度增大,当保温5min后,接头处基本由羽毛状界面扩散区组成,宽度为25μm;接头剪切强度随保温时间的延长先增后降,保温时间为3min时达到最大,约180MPa,剪切断裂方式为脆性+塑性混合型断裂。     

连接温度对TA2钛板瞬时液相扩散连接接头组织和性能的影响

利用铜镍锡磷系非晶合金箔作为中间层,使用氩气保护,在不同的连接温度采用瞬时液相扩散焊对TA2钛板进行了连接,并通过光学显微镜、显微硬度仪和材料试验机研究了连接温度对接头组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:连接温度低于840℃时,液态中间层等温凝固没有完成,能观察到残留的中间层;随着连接温度的升高,原子扩散加快,残留中间层逐渐减少;870℃时,连接接头组织全部为固溶体;连接温度为850℃时,连接接头具有最高的剪切强度,约为180 MPa。     

气氛对AZ31B镁合金扩散连接接头性能的影响

针对AZ31B镁合金扩散连接中的气氛保护难题,利用VDW-15型扩散焊设备对厚度为1．0mm的AZ31B镁合金薄板进行了在不同连接气氛条件下的扩散连接。分析了不同气氛下试样的表面状态,对连接接头进行了剪切强度、显微硬度等力学性能测试,利用金相显微镜、扫描电镜对不同气氛下的扩散连接接头显微组织、断口形貌进行了分析,试验结果表明,在扩散连接过程中采用抽真空至4．0×10^-3Pa,再回充高纯氩气保护的方法得到了性能较好的接头,试样表面光洁,剪切强度为39．5MPa,断口分析表明其为脆性断裂。     

放电等离子烧结42CrMo钢/黄铜双金属复合接头的显微组织

采用放电等离子烧结技术对42CrMo钢和黄铜进行连接,研究了接头的显微组织、成分和硬度分布,分析了其接头组织形成过程。结果表明:在42CrMo钢和黄铜之间存在一个宽10~20μm的过渡层,过渡层组织均匀细密;在近过渡层的黄铜中存在一个宽约70μm的岛状组织区,这些岛状组织主要为铁的固溶体;在较高压力下,接头中不存在缝隙,但存在少数孔隙;接头的截面硬度呈梯度变化;铁元素扩散深度达到90μm,铜元素扩散不太明显,42CrMo钢和黄铜之间为扩散连接。     

镍、镍+铜中间层对TC4/ZQSn10-10扩散连接的影响

利用JSM6700F冷场发射扫描电镜及其自带的能谱仪等分别对采用镍、镍 铜两种中间层的TC4/ZQSn10-10异种材料扩散连接接头进行了微观分析.结果表明:镍中间层能有效地阻止元素钛与铜之间的扩散,避免产生金属间化合物(Cu3Ti、CuTi等);但在TC4/Ni界面上仍有金属间化合物NiTi、Ni3Ti生成,使接头的抗拉强度有所降低;在适当压力和保温时间、镍为中间层时,较佳连接温度为830℃;镍 铜为中间层时,较佳连接温度为850℃;两者所得接头强度(155.8MPa)相当,均为ZQSn10-10母材强度的65%.     

12Cr/30Cr2Ni4MoV异种转子钢焊接接头微区冲击韧性研究

采用窄间隙钨极氩弧焊(Narrow-gap tungsten inert gas,NG-TIG)和窄间隙埋弧焊(Narrow-gap submerged arc welding,NG-SAW)组合焊接技术制造了带有过渡层的异种转子钢焊接接头(12Cr/30Cr2Ni4MoV).采用微剪切试验获得了接头微区的剪切强度,通过分区测试法获得了微区韧脆转变温度FATT50,研究了显微组织对微区硬度、强度和韧性的影响.研究结果表明,焊接接头的硬度和剪切强度分布特征基本一致,热影响区力学性能梯度分布,熔合线界面两侧力学性能不匹配;过渡层存在局部弱化区,显微硬度为227 HV,为整个焊接接头最为薄弱的区域;由母材12Cr过渡至30Cr2Ni4MoV,接头微区脆韧转变温度FATT50逐渐降低;20℃下,母材30Cr2Ni4MoV 及其热影响区冲击韧性优异,裂纹萌生于基体/第二相界面,通过微孔聚集发生韧性断裂,其余微区均发生准解理断裂,焊缝冲击韧性最差.     

保温时间对部分瞬间液相连接硬质合金/钢接头组织与性能的影响

以"三明治"结构的钛箔/镍箔/钛箔为中间层材料,采用部分瞬间液相(PTLP)连接方法在1 000℃保温不同时间(1~4h)制备了YG10硬质合金/40Cr钢异质金属接头,研究了保温时间对接头微观形貌、物相组成和剪切强度的影响。结果表明:接头为由YG10硬质合金/TiC+WC/Co-NiTi/Ni3Ti/镍层/Ni3Ti/NiTi/TiC/40Cr钢组成的多层结构,硬质合金和镍层以及钢和镍层之间均形成了宽35~50μm的过渡层;当保温时间从1h延长到4h时,接头过渡层中的微观缩孔数量减少,过渡层厚度增加,接头剪切强度先增大后减小;当保温时间为2h时,接头剪切强度最高,为153MPa。     

等离子堆敷铜-钢异种金属焊接接头性能及结合机理研究

利用光学显微镜观察铜-钢异种金属堆敷接头的显微结构及显微组织构成。对异种金属接头进行剪切强度测试,采用扫描电镜对脉冲等离子弧铜-钢异种金属堆敷接头结合机理进行研究。光学微观金相研究表明：铜-钢异种金属堆敷接头界面平整光洁,接头界面清晰可见,无气孔、裂纹等缺陷,实现了无熔深焊接;距堆敷接头界面28μm外的铜侧没有铁的偏析和渗透现象,故不存在堆敷接头的脆化现象。力学性能试验表明,堆敷接头界面剪切强度大于纯铜的剪切强度。扫描电镜测试表明,铁向铜中的扩散较铜向铁中的扩散明显,室温时在堆敷接头界面扩散过渡区内,形成了铜、铁的过饱和α＋ε固溶体,从而实现了冶金结合。     

铝/黄铜异种金属搅拌摩擦焊搭接接头显微组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对5052铝合金及H62黄铜异种金属进行搭接,搅拌头转速固定为1 000 r/min,焊速为100～300mm/min,对接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:搭接接头铝侧分为焊核区、热机影响区和热影响区。接头铝侧与搅拌头直接作用的区域,晶粒发生一定的细化。搭接界面处两板间分界明显,界面处有黄铜和铝的机械混合,且有金属间化合物产生。接头显微硬度分布表明铝侧焊核区显微硬度最高,硬度最低点在热影响区。界面处的硬度明显大于铝及黄铜母材。随着焊速的增大,接头拉剪载荷先增大后减小。接头拉伸时断于界面区,断口为解理断裂。     

多层复合钎料钎焊Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢接头的组织

采用由Ag-Cu-Ti+Mo钎料、铜箔和Ag-Cu钎料组成的多层复合钎料,对Ti(C,N)基金属陶瓷和45钢在不同温度(890,920,950℃)和不同时间(10,20,30min)下进行了真空钎焊,根据接头截面形貌和剪切强度确定了最佳钎焊温度和保温时间,并分析了最佳工艺下钎焊接头的显微组织。结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,Ag-Cu-Ti+Mo钎料与金属陶瓷间的界面反应层厚度增大,铜钛金属间化合物增多,两侧钎料区中的铜基固溶体增多,接头的剪切强度先增后降;最佳钎焊工艺为钎焊温度920℃、保温时间20min,此时接头剪切强度最大,从金属陶瓷向45钢,接头组织依次为Cu3Ti2+Ni3Ti金属间化合物,银基固溶体+铜基固溶体+钼+铜钛金属间化合物,铜,银基固溶体+铜基固溶体。     

低体积分数SiC_p/A356复合材料真空钎焊温度的确定

采用Ag47-Cu18-In17-Sn17-Ti1钎料,分别在560,570,580℃下保温30min对增强相体积分数为15%的SiC_p/A356复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及抗剪强度,并确定了最优的钎焊温度。结果表明:在560~580℃温度区间进行真空钎焊获得的接头焊缝组织致密,钎料对基体铝合金和SiC颗粒都具有良好的润湿性,钎料中各元素在580℃下的扩散距离远大于在560℃下的;随着钎焊温度升高,焊缝中心及扩散区的显微硬度都逐渐下降;最佳的钎焊温度为560℃,在此温度下制备钎焊接头的抗剪强度可达51.8 MPa,焊缝中心与扩散区的显微硬度分别为99.4HV和110.7HV,接头的断裂方式表现为塑性断裂。     

温度对AZ31B镁合金扩散连接接头性能的影响

为实现镁合金AZ31 B的可靠连接,根据原子扩散理论,对AZ31 B镁合金进行了扩散连接工艺研究.利用VDW-15型扩散设备,对AZ31B镁合金进行了在不同连接温度条件下的扩散连接.利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪器等对扩散连接接头组织及连接界面元素成分进行了分析,测试了接头的剪切强度.结果表明,AZ31B镁合金的...     

不同中间层TLP连接TP304H和12Cr1MoV钢管接头的组织和性能

选用不同的FeNiCrSiB非晶箔合金作中间层,氩气保护,对12Cr1MoV和TP304H钢管进行了瞬时液相扩散(TLP)连接,分析了不同中间层接头的显微组织、力学性能.结果表明:工艺参数为1230℃和1240℃,保温3 min,压力4 MPa时,用FeNiCrSiB(B)和FeNiCrSiB(A)中间层连接的接头,其室温下的抗拉强度等于或超过基体,而FeNiCrSiB(C)中间层连接的接头性能最差.     

Ti3Al合金加中间层扩散连接界面性能及在SPF/DB工艺中的应用

钛-铝金属间化合物是替代高温合金的新型轻质耐高温高强材料,在航空航天领域极具应用前景,但要实现钛铝合金扩散连接,应在非常苛刻的条件下进行。通过采用0.1mm钛合金中间层,在温度900℃、压力2.5MPa条件下,可以实现100%的扩散焊合率,界面剪切强度最高达到626.9MPa,相同条件下直接扩散连接焊合率20%,剪切强度只有41.1MPa。当中间层减薄到0.03mm时,扩散连接界面强度下降为481.6MPa。对扩散界面的组织分析表明:中间层与Ti3Al合金之间发生了元素互扩散,过渡区有相变和相长大现象。当中间层厚度为0.1mm时,剪切断口为均匀分布的细小韧窝,呈延性断裂特征。当中间层厚度减薄到0.03mm时,断口呈现延性断裂和沿晶解理脆性断裂的双重特征。     

钼与石墨的瞬间液相扩散焊

借助瞬间液相扩散焊接技术,分别以铬-镍粉、铬-镍-铜压制薄片、锆-镍-钛粉作中间层,于1 650℃下真空保温1 h对钼和石墨进行焊接,对焊接接头进行了剪切试验和微观形貌观察、成分分析.结果表明:钼和石墨在添加以上三种中间层后均可实现焊合,接头有一定强度;其中以锆-镍-钛粉作中间层时所得接头的抗剪强度最大,超过了石墨的抗...     

铝及铝合金的非真空瞬间液相扩散连接研究

采用Al-Si-Cu系列中间层进行了纯铝和铝合金的非真空瞬间液相扩散连接。结果表明,纯铝TLP连接接头存在明显扩散区,虽然扩散区中央残留少量氧化物夹杂和空洞,但接头拉伸和弯曲性能均达到母材水平。铝镁合金TLP连接接头组织和成分连续分布,形成均匀化接头,但接头区仍残留少量氧化物夹杂和空洞;虽然接头弯曲角为90°,但满足SF6导电管的实际应用。     

T92/TP347H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝,GTAW法实现T92/TP347H异种钢管焊接。研究了接头的显微组织结构、熔合区(线)两侧的成分分布和接头的力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能影响等。结果表明:T92/TP347H异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;TP347H侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳化物析出。两种焊丝焊接的T92/TP347H异种钢接头拉伸断裂面位于TP347H侧母材,焊缝强度较高;ERNiCrMo-3焊接接头的强度高于ERNiCr-3焊接接头,但塑、韧性不如后者。750℃,30 min焊后热处理,有助于降低T92侧HAZ硬度,改善接头的综合力学性能。     

102/T91异种钢瞬时液相扩散连接双温工艺接头的组织与性能

用FeNiCrSiB非晶合金箔作中间层,在氩气保护下采用瞬时液相扩散连接双温工艺对102/T91异种钢管进行了连接试验;对接头的显微组织和室温力学性能进行了分析测试.结果表明:在1260℃加热1min、1230℃等温4min、压力为6MPa条件下接头的组织与性能最理想,接头焊缝组织与基体组织相似,接头横剖面的界面为曲线状,接头抗拉强度达到母材水平.     

冷喷连接铝铜异质接头的组织结构和力学性能

针对铝铜间的物理性能差异以及熔化焊过程中易产生脆性相的特点,提出一种铜铝异质金属冷喷连接的新方法,该方法将纯铝粉末以固态形式高速撞击具有一定坡口的铜铝母材表面,通过粒子与母材、粒子与粒子间的累加成形将铝板和铜板在低于其熔点的情况下实现连接。为了提高接头的力学性能,采用不锈钢颗粒辅助强化方法,利用氮气为加速气体,气体预热温度为270℃,压力为2.4 MPa,Al/Cu冷喷连接接头的力学性能测试结果表明:拉伸断裂在铝母材,接头平均拉伸强度为63 MPa,结合区与铝结合界面平均剪切强度为42 MPa,结合区与铜结合界面平均剪切强度为38 MPa。接头与母材主要通过机械咬合方式连接,不锈钢颗粒的夯实效应使粒子塑性变形增加,提高了接头的致密度和强度,不锈钢颗粒在母材的嵌入钉扎作用可有效提高结合界面的剪切强度。