Al-12Si粉末钎料的钎焊工艺研究

采用涂抹Al-12Si和氟铝酸钾钎剂的混合粉末的方法,对1060纯铝试样置于氮气炉中进行钎焊试验。试验表明:钎焊温度为600℃,保温时间为10 min的钎焊条件得到的焊接效果最佳,其接头抗剪切强度达到75 MPa,约为母材抗拉强度的90%。随保温时间延长或钎焊温度升高,硅向母材固溶及母材界面向钎缝内推进更容易发生,使得接头缺陷密度增大,接头性能降低。钎焊接头断裂机理为韧性断裂,剪切断口存在少量钎剂及氧化物夹杂。     

真空钎焊工艺对超微粉碎机刀具性能的影响

选用CuMnNi钎料对刀具的刀头YG8硬质合金和刀体45钢进行真空钎,通过剪切强度试验、扫描电镜和能谱仪等方法分析了钎焊温度、钎焊间隙和Cu缓冲层对钎焊接头性能和组织的影响。结果表明:钎焊温度在1000℃、钎焊间隙在0.18 mm时,钎焊接头的组织和强度较好,接头剪切强度达280 MPa;添加0.1 mm Cu缓冲层后,缓冲层与钎料和母材结合界面良好,接头剪切强度最高。     

两种钎料对不锈钢钎焊接头组织和力学性能的影响

采用四号锰基钎料真空钎焊2Cr13不锈钢,研究了钎焊温度对其接头组织和室温及高温剪切强度的影响,并与Ni-Cr-P钎料钎焊不锈钢接头进行了对比.结果表明:四号锰基钎料钎焊接头组织由Mn-Ni基的单相Mn-Ni-Cu-Fe-Cr-Co固溶体组成,接头室温剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增加;Ni-Cr-P钎料钎焊接头组织由Ni-Fe基固溶体和Ni(Cr,Fe)-P化合物组成,接头室温剪切强度低于四号锰基钎料钎焊接头的室温剪切强度.当测试温度超过500℃时,Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度降低幅度不大,四号锰基钎料钎焊接头降低明显,但仍高于Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度.     

Cu—Ni—Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺研究

通过SEM、EDS、金相显微镜及拉伸试验分析了不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织及性能特征,研究了保温时间对经真空钎焊、淬火复合工艺及时效处理后母材Cu-Ni-Be合金和接头组织及性能的影响.结果表明,钎焊温度对母材与钎料间的冶金作用影响明显,钎焊温度为935℃时,钎焊接头抗拉强度最高达228MPa;除10 min外,随着保温时间的延长,接头及母材性能变化不明显,热处理后接头性能较退火态有所下降;采用CuMnNi钎料进行Cu-Ni-Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺能够恢复母材性能的92%,接头强度达144MPa.     

K417G合金粉末冶金修复接头组织与力学性能分析

针对低压涡轮导向叶片材料K417G合金开展粉末冶金修复技术研究,分析测试钎焊接头组织与高温拉伸性能和高温持久性能. 结果表明,K417G合金可以采用粉末冶金钎焊技术进行裂纹修复,钎焊接头主要由镍基固溶体和少量块状骨架状的富Cr,W的硼化物组成,钎焊接头成形良好,焊料润湿铺展充分,冶金组织为致密等轴晶. K417G合金粉末冶金钎焊修复接头900 ℃高温抗拉强度达到母材同等强度的75%;接头900 ℃高温持久性能在焊缝占比100%的条件下,达到母材的70%;焊缝占比50%的接头900 ℃高温持久性能与母材相当.     

硬质合金与高温合金钎焊界面组织与极端工况下的力学性能

随着现代工业的急速发展,常规硬质合金与钢钎焊工具逐渐难以满足复杂极端工作环境的需求,针对此问题,研究了不同钎焊温度(860℃~950℃)对AgCuNiMn钎料真空钎焊YG6X硬质合金与GH4169高温合金钎焊接头微观组织的影响,测试了860℃~950℃焊接温度下试样在常温与理论工作温度227℃下的抗拉强度,并测试了860℃焊接温度下试样的深低温(-238℃)抗拉强度。钎缝微观组织主要由Ag基固溶体与Cu基固溶体组成,随着钎焊温度的升高,钎缝中心区Cu基固溶体的数量逐渐减少,钎缝间隙逐渐变窄,两侧界面处Cu基固溶体反应层逐渐变厚,一定程度上提高了钎料与母材的界面结合强度,但同时也使得钎缝处残余应力增加。钎缝在常温下的抗拉强度呈现先升高后降低的趋势,在890℃~950℃焊接温度区间,227℃的拉伸试验温度对接头抗拉强度基本没有影响,在钎焊温度为890℃时,平均拉伸强度达到最高值为715.3 MPa。在860℃焊接温度下,接头的平均抗拉强度表现为-238℃拉伸强度(474.8 MPa)>常温拉伸强度(430.2 MPa)>227℃拉伸强度(278 MPa),深低温环境下接头的抗拉强度相较于常温下提高了约10%;由于860℃焊接温度相对较低,钎料与母材溶解与扩散程度较低,导致钎料在227℃下发生软化,抗拉强度急剧下降。     

奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺研究

采用BAg72Cu共晶钎料对奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺进行研究.通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.试验表明,钎缝中心区为AgCu共晶组织,两侧界面反应区为铜基固溶体,钎焊温度对钎焊接头的组织和性能影响明显,而保温时间对其影响不明显.当钎焊温度865℃、保温时间10min时,剪切强度最高,达到160 MPa.钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流淌较多,接头强度也较低.以865℃为钎焊温度,改变保温时间,在10～45 min保温时间内接头的剪切强度变化不大.     

不同钎料钎焊K465高温合金接头的组织和性能

分别采用一种镍基活性钎料和Co45NiCrWB钴基钎料,在1 220℃下对镍基铸造高温合金K465进行了钎焊试验.结果表明,这两种钎料均可实现K465合金的钎焊.镍基活性钎料钎焊接头室温拉伸强度为862 Mpa,975℃持久强度基本达到母材性能指标的40%;Co45NiCrWB钎料钎焊接头室温拉伸强度为714 Mpa,975℃持久强度超过母材性能指标的40%,并可达到母材性能指标的50%.     

TC4钛合金钎焊工艺与接头组织性能研究

TC4钛合金是一种中等强度的α-β型双相钛合金,具有优异的综合性能,长时间工作温度可达到400℃。文中针对TC4钛合金复杂精密构件设计制造可能的需求,采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni钎料对TC4合金进行了真空钎焊。通过扫描电镜与能谱等手段,对钎焊接头界面的元素分布及钎焊接头的组织进行分析;同时测试了接头室温和高温力学性能。试验结果表明,采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni钎料钎焊TC4钛合金合理可行;采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni钎料930℃/10 min钎焊TC4钛合金的钎焊接头,通过930℃/40 min扩散处理后,钎焊接头室温、高温400℃和600℃抗拉强度分别达到930 MPa、610 MPa、400 MPa;基本等强于同一热循环的母材抗拉强度。采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni钎料930℃/10 min钎焊TC4钛合金的钎焊接头,通过930℃/40 min扩散处理后,其钎焊接头的冲击性能有明显提高。     

锡钎焊工艺参数对钎焊接头力学性能的影响

在不同的锡钎焊温度和保温时间下制备锡钎焊接头,探讨了锡钎焊工艺对其接头剪切强度的影响.试验结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度均呈现先上升后下降的趋势,且当钎焊温度高于300℃后,其剪切强度下降.在本试验条件下,钎焊温度260℃、保温时间20 s为最佳匹配工艺参数,接头的可靠性较高.     

Cr对Ni-P系钎料钎焊不锈钢接头性能的影响

研究了钎焊温度对Ni-P系钎料铺展件能及其真空钎焊OCr13不锈钢接头力学性能的影响.结果表明,Ni-P系钎料铺展面积随钎焊温度的升高而增大,并且相同温度下不含Cr的Ni-P钎料铺展面积大于Ni-Cr-P的铺展面积;钎焊温度从925℃升高到1000℃过程中,Ni-P、Ni-Cr-P钎料钎焊不锈钢接头的室温剪切强度均增大,并且在相同钎焊工艺下,不含Cr的Ni-P钎料钎焊不锈钢接头室温剪切强度优于Ni-Cr-P钎焊接头强度30～40MPa;Ni-P系钎料钎焊接头高温强度随温度升高而下降,测试温度超过500℃时,相同温度下含Cr的钎料能够提高钎焊接头强度0～30 MPa.     

DZ40M合金钎焊接头组织与性能

采用Co-Cr-Ni系钎料在不同的钎焊工艺下对DZ40M定向凝固合金进行了真空钎焊试验,通过扫描电镜、波谱/能谱分析仪和X射线衍射仪对钎焊接头进行了微观组织观察和典型物相成分分析,测试了接头的高温持久寿命和高温拉伸强度.结果表明,钎焊接头主要由近缝区、扩散反应区和钎缝中心区组成,近缝区含有较少的化合物,扩散反应区由钴基固溶体、硼化物和碳化物构成,钎缝中心区则由大量的钴基固溶体、白色和灰色硼化物骨架以及少量的深色条块状或骨架状碳化物等构成;在1180℃/30 min钎焊工艺下接头980℃/83 MPa持久寿命最高,平均值达到18 h 10 min,900℃高温拉伸性能均超过母材技术标准规定的305 MPa.     

SP700/TC4钛合金蜂窝夹层结构钎焊工艺分析

采用非晶态Ti-Zr-Cu-Ni箔带钎料对SP700/TC4钛合金蜂窝结构进行钎焊工艺研究,分析了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和力学性能的影响. 结果表明,当钎焊温度在875～890 ℃之间变化时,随温度升高,钎焊接头中元素扩散更为充分,接头拉脱强度持续增长;在890 ℃下保温2～4 h不同时长进行钎焊,接头的拉脱强度先逐渐增加,在保温时间为3.5 h时达到最大值,随后逐渐降低. 获得SP700/TC4钛合金蜂窝结构的较优钎焊工艺为890 ℃/3.5 h,该工艺下钎焊接头的室温拉脱强度、三点弯曲强度、平面压缩强度、L及W方向抗剪强度分别达到14.64,224.05,11.21,4.43及3.76 MPa,破坏部位均为TC4蜂窝芯.     

T92/HR3C异种钢焊接接头高温拉伸变形及断裂行为

采用500℃和625℃拉伸试验,研究T92/HR3C异种钢管接头的高温变形及其断裂行为。结果表明,在高温拉伸过程中,焊缝、T92侧热影响区(HAZ)及母材(不包含颈缩段)均未发生明显的塑性变形及组织结构的变化,而HR3C侧母材晶粒明显被拉长,HR3C侧HAZ的拉伸变形不明显。HR3C母材塑性变形量随温度升高而明显降低,孪晶回复越少。高温拉伸断口位于T92侧HAZ的细晶区(FGHAZ),呈正断加剪切断的混合断裂方式,均与室温状态下该焊接接头的拉伸变形及断裂行为不同。应力三轴度理论可很好地解释该接头高温短时拉伸变形及断裂特征。     

TC4钛合金蜂窝板钎焊接头组织性能分析

研究了TC4钛合金蜂窝板的钎焊工艺,试验采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料,真空度不低于2×10-3 Pa,钎焊温度为930℃,保温时间为30 min.对焊后试件的钎焊界面组织进行超声无损检测,检测结果表明面板与蜂窝芯钎焊效果极好,未发现有脱焊、虚焊等现象.采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）法进行了试验分析.结果表明,母材和钎料发生相互扩散渗透反应,并出现有新的析出相.该工艺下蜂窝板的界面平均拉脱强度为12.8 MPa,抗剪强度为9.01 MPa,钎焊接头属于脆性断裂.     

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.     

Novel approach of LY12 alloy brazing

The LY12 Al alloy was brazed with the adoption of the improved KF-CsF-AlF3 flux matching Ag-Al-Cu-Zn filler metal. The shear strength of brazed joint could reach 80% of that of the substrate and the tensile strength of butt brazed joint will be 70% of that of the substrate. This was the great progress against the traditional claim that Al alloy reinforced by heat treatment could not be brazed. The experimental results and theoretical analysis had proved that it was the key issue to remove the MgO oxide film below 503℃. The addition of rare earth La was the effective way to obtain better mechanical properties of the filler metal as well as brazed joints.     

Microstructure and Mechanical Properties of 6063 Aluminum Alloy Brazed Joints with Al-Si-Cu-Ni-RE Filler Metal

A new low melting point filler metal, Al-Si-Cu-Ni-RE, was developed for the furnace brazing of aluminum alloy 6063. Flux-assisted brazing was conducted at 560 °C using the new filler metal and AlF₃-CsF-KF flux. Microstructure of the brazed joints were studied by means of SEM, TEM, and EDS. Shear strength and micro-Vickers hardness of joints had been tested. Results show that sound joints could be obtained with the filler metal and the flux. Microstructure characterization of the brazed joint shows dendritic CuAl₂ phase was distributed evenly and Si-phase was spheroidized and refined, which was embedded in CuAl₂ dendrites with modification of rare-earth element. Shear strength test results show that the joints with Al-Si-Cu-Ni-RE filler metal achieved average shear strength of 62.5 MPa, 14.5% more than the shear strength of brazed joints with Chinese HL401 filler metal. The micro-Vickers hardness of joint after T6 treatment is about 83 HV. The hardness of the joints after just brazing and after solution treatment was higher than the hardness of the base metal.     

Brazeability of the 6061-T6 aluminum alloy with Al-Si-20Cu-based filler metals

The bond strength of the 6061-T6 aluminum alloy brazed with Al-12Si, Al-9.6Si-20Cu, and Al-7Si-20Cu-2Sn filer metals at a low temperature of 550°C is evaluated. The fractography of these brazements after tensile tests was observed using scanning electron microscopy (SEM). It was found that joints with good integrity can be produced with Al-7Si-20Cu-2Sn filler metal because it can be used in a temperature range of 504 to 526 °C, about 70 °C lower than the traditional Al-12Si filler metal. It was shown that joints of 6061-T6 aluminum alloy as the base metal, when brazed at 550 °C for 60 min using this new filler metal and ward, and after being subjected to a T6 treatment, possessed a high bonding strength of about 121 Mpa.     

DD3高温合金与Ti3AlC2陶瓷的真空钎焊

通过对比试验优选出了合适钎料,并进行了后续钎焊试验.在钎焊温度800~900℃,保温时间为10 min的条件下,采用Ag-Cu-Ti钎料实现了DD3镍基高温合金与Ti₃AlC₂陶瓷的真空钎焊连接.利用扫描电镜、能谱仪、XRD等对接头的界面结构进行了分析.结果表明,接头的典型界面结构为DD3/AlNi/Al₃(Ni,Cu)₅+Al(Ni,Cu)+Ag_ss/(Al,Ti)₃(Ni,Cu)₅/Al₄Cu₉+AlNi₂Ti+Ag_ss/TiAg/Ti₃AlC₂.接头的力学性能测试表明,在钎焊温度为850℃,保温时间为10 min的条件下,接头的最高抗剪强度可达135.9 MPa,断裂发生在靠近钎缝的Ti₃AlC₂陶瓷侧.降低和提高钎焊温度对接头界面组织影响不大,但接头强度有一定程度下降.