时间和温度对放电等离子体扩散焊接Ti48Al2Cr2Nb合金接头显微组织的影响

采用放电等离子体扩散焊接技术,以Ti/Ni/Ti箔为中间层,实现了Ti48Al2Cr2Nb合金之间的扩散连接. 研究了焊接时间和温度对接头显微组织的影响. 结果表明,950 ℃时,保温15 min,中间层和基体中元素互扩散有限;保温时间延长到30 min,中间层在接头处扩散均匀. 在相同保温时间30 min的条件下,900 ℃和950 ℃得到的接头界面存在分层,各个层的主要物相都是α₂相,仅最内层存在α-Ti. 升高温度到1 000 ℃和1 050 ℃,接头界面分层消失,显微组织相似,都是由粗大的α₂相和固溶了少量Ni原子,Nb原子,Cr原子的α₂相组成. 放电等离子体烧结(SPS)对接头处的元素扩散有促进作用,尤其是Ni元素,使得接头内部没有TiNi和TiAlNi金属间化合物生成.     

20钢与0Cr18Ni9异种金属材料的瞬时液相扩散焊研究

采用FeNiCrSi合金作为中间层,以氩气作保护气,在开放环境中,对20钢和0Cr18Ni9异种金属材料进行瞬时液相扩散焊研究。结果表明,采用铁镍非晶体中间层能够实现20钢与0Cr18Ni9的瞬时液相扩散焊连接,连接强度和弯曲性能能够满足要求;通过观察不同焊接温度下的接头金相组织以及不同保温时间下接头处的电镜扫描显微组织和元素分布,分析焊接温度和保温时间对中间层与母材之间元素扩散的影响。试验发现,焊接接头区域出现元素扩散的非对称性,原中间层中心位置向0Cr18Ni9发生偏移。     

采用Ni基合金为中间层的TC4钛合金扩散焊接工艺

采用Ni基非晶态合金作为中间层对TC4钛合金进行了不同工艺参数的真空搭接扩散焊试验,通过对接头性能测试及对接头微观组织分析,研究了扩散焊工艺参数对接头性能的影响规律.试验结果表明,焊接温度和保温时间对接头质量有很大的影响.在本试验条件下,TG4钛合金添加Ni基合金为中间层扩散焊的最佳焊接工艺为焊接温度1 020℃、焊接...     

铝锂合金瞬间液相扩散连接接头的性能

采用纯Zn箔作中间层，对2195铝锂合金进行瞬间液相扩散焊(TLP),采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计和万能试验机等研究了焊接温度对接头的显微组织、元素扩散、物相以及力学性能的影响。结果表明：随着焊接温度的升高，接头焊缝处元素扩散更充分，组织更均匀，但焊接温度过高时，焊缝处会出现母材过烧和晶粒粗大的现象；接头焊缝处物相主要由Al、Al_0.71Zn_0.29和CuZn₂金属间化合物组成；随着焊接温度的升高，接头显微硬度总体呈下降趋势，剪切强度呈先上升后下降的趋势，当焊接温度为560℃时，接头剪切强度最大，为96.7 MPa。     

45钢的瞬时液相扩散焊

采用自制的Fe-Si-B非晶合金箔作中间层，自制的保护层进行保护，对45钢进行瞬时液相扩散连接。分析了不同工艺参数下焊接接头的组织特征及显微硬度。研究表明：在合适的工艺参数下，研制的Fe-Si-B中间层可以实现45钢的瞬时液相扩散连接，接头组织和母材接近。     

以银为中间层扩散连接Ti-6Al-4V和304不锈钢的工艺窗口（英文）

由于钛合金具有高的化学活性,很难采用传统焊接技术进行连接。在钛合金和不锈钢熔焊过程中,钛容易与空气中的氮和氧反应形成脆性中间化合物,降低焊接接头的力学性能。因此,宜采用扩散连接钛合金。以银为中间层,研究扩散连接Ti-6Al-4V和AISI304不锈钢的工艺参数。通过搭接剪切实验和显微组织分析对接头质量进行评价。通过实验结果得到扩散连接的工艺窗口,为获得无缺陷接头工艺参数提供参考。在750-800°C时可以成功进行扩散连接。在5 MPa和90 min条件下焊接接头可获得最大搭接剪切强度。     

Super-Ni叠层复合材料与钛合金过渡液相扩散焊界面组织特征

以铜箔为中间层,对Super-Ni叠层复合材料与Ti-6Al-4V钛合金进行过渡液相扩散焊.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度测试对接头的界面组织及性能进行分析.结果表明,铜箔中间层阻止了钛与镍的扩散接触,防止了Ti-Ni脆性金属间化合物的生成.扩散焊接头由Super-Ni侧扩散层、中间反应层、钛侧扩散层三个特征界面层组成.界面处Ni,Al原子扩散缓慢,Cu,Ti原子充分扩散反应,在中间反应层与钛侧扩散层之间形成由TiCu相组成的锯齿状界面,在钛侧扩散层生成细小的Ti_2Cu相,接头过渡区显微硬度最高达600 HV0.5.     

Ni夹层AZ31B/Cu异种材料接触反应钎焊接头组织及性能分析

采用Ni箔作为中间层,对AZ31B/Cu异种金属进行接触反应钎焊试验。对不同工艺参数下所得接头扩散区的组织及性能进行研究,从而找出最佳工艺参数范围。结果表明:当500℃×30 min时,焊接接头组织致密,界面接触良好,接头扩散区由Cu侧灰白色化合物层、层片状共晶组织层和深灰色Mg基体扩散层组成;当焊接温度500℃保温10~30 min时,焊合效果良好,无冶金缺陷;随着保温时间的延长,接头界面区主元素互扩散能力和扩散区宽度均升高;不同保温时间下钎焊接头的显微硬度分布规律基本一致,从Cu侧到Mg基体均呈先增后减的变化趋势,且接头扩散区的显微硬度明显高于两侧母材。     

保温时间对添加中间层的钢/Mg焊接接头显微组织和性能的影响

通过添加Cu箔中间层,采用两次焊接法连接不锈钢和镁合金,并对其焊接接头的剪切强度、显微硬度、显微组织进行了测试分析。结果表明,不锈钢-铜-镁扩散连接接头界面连接良好;焊接接头剪切强度随保温时间的增加先增加后减小,最大值达到45.2 MPa;金属间化合物显微硬度高于两侧Mg合金和Cu箔;随着保温时间的增加,金属间化合物层厚度增加。     

脉冲大电流扩散焊接Al-Li合金1420

采用脉冲大电流热加工技术焊接Al-Li合金1420.通过比较不同焊接工艺下的焊接产品,在最优焊接条件下获得了接头抗拉强度为母材强度75%的焊接接头.分析了接头微观结构及其对接头性能的影响,通过金相图片和扫描图片分析了接头处焊接点的形成过程,认为焊接过程实际可以分为由于微区熔化现象引起的焊接点高速形成阶段和围绕焊接点的原子扩散过程.脉冲大电流焊接过程由于焊接时间短,因而晶粒并没有发生二次生长.接头断口SEM照片显示,接头断裂方式为沿晶/穿晶混合断裂方式.     

钼与石墨的扩散焊接

研究了直接扩散焊接时接头的组织与性能，并研究了不同中间层材料以及不同中间层形态对接头组织和性能的影响。结果表明：直接扩散焊接时由于接头的形成伴随着硬脆碳化物反应层的生成而使接头强度降低。加入中间层，尤其是以镍为中间层时，由于接头中不形成硬脆反应层而具有较高的强度，其剪切强度达到甚至超过石墨本身的剪切强度。中间层形态对接头组织状态及性能有影响。     

锌夹层对铝合金超声搅拌摩擦点焊Hook缺陷的影响

对于铝合金的搅拌摩擦点焊,Hook缺陷是制约接头焊接质量的原因之一. 文中提出一种添加锌夹层的超声搅拌摩擦点焊新工艺,在利用超声可提高材料流动性及促进元素扩散的同时,添加纯锌中间层,使界面形成低熔点共晶进一步促进Hook区材料的冶金结合,从而改善Hook形貌,提升接头焊接质量. 结果表明,添加锌夹层可明显改善接头Hook形貌,显著提高了Hook区有效连接面积. 在不同热输入条件下,添加锌夹层后超声搅拌摩擦点焊接头的拉剪强度均有所提高. 当转速为600和1 200 r/min时,添加锌夹层比常规超声搅拌摩擦点焊工艺得到的接头拉剪失效载荷分别提升了21.36%和12.79%.     

Investigation on reactive diffusion bonding of SiCp/6063 MMC by using mixed powders as interlayers

Mixed Al–Si, Al–Cu and Al–Si–SiC powders were used as interlayers to reactive diffusion bond SiCp/6063 MMC. The microstructure and the effects of bonding parameters on the shear strength of SiCp/6063 MMC joints were investigated. The results show that SiCp/6063 MMC joints bonded by using the interlayers of mixed Al–Si, Al–Cu powders have a dense joining layer of high quality. The mass transfer between the bonded materials and the interlayers during bonding leads to the hypoeutectic microstructure of the joining layers. Using mixed Al–Si–SiC powder as an interlayer, SiCp/6063 MMC can be reactive diffusion bonded by a composite joint. Because of the SiC segregation, however, there are a number of porous zones in the joining layer. This is responsible for the low shear strength of the joints, even lower than those reactive diffusion bonded by using the interlayers of mixed Al–Si and Al–Cu powders. Ti added in the interlayer obviously improves the joint strength reactive diffusion bonded by using the mixed Al–Si–SiC powder.     

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。     

用中间层为非活性金属FeNi/Cu的Si3N4陶瓷与Ni的扩散连接

采用非活性金属中间层FeNi/Cu在高、低真空条件下进行了Si3N4陶瓷与Ni的扩散连接,然后对部分接头进行了热等静压（HIP）后处理,测定了连接接头的四点弯曲强度,用扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA0和X射线衍射仪（XRD）对连接界界面区域进行了分析。结果表明,采用非活性金属中间扩散连接Si3N4陶瓷与Ni,在高真空和低真空条件下均能获得高强度连接,连接界面处没有形成Ni-Si化合物反应层,连接时间对接头强度的影响不明显。上述特征与用活性多种中间层连接时的情况截然不同。本文的连接方法有着重要的工程应用前景。     

采用Al及Al-12Si中间层的AZ31B镁合金TLP接头的组织和性能

采用Al及Al-12Si为中间层对AZ31B镁合金进行过渡液相扩散焊,用环境扫描电镜及万能试验机测试并分析了接头组织与强度之间的关系。研究结果表明：采用Al作为中间层时,随着保温时间的增加,Al12Mg17金属间化合物含量降低,接头强度升高;采用Al-12Si作为中间层时,含硅相Mg2Si对焊缝的强化提高了接头强度,但保温时间过长时,Mg2Si偏聚于焊缝中心会降低接头性能。     

Characterization of diffusion-bonded joint between Al and Mg using a Ni interlayer

Aluminum and magnesium were joined through diffusion bonding using Ni interlayer. The microstructure and mechanical performance of the Al/Ni/Mg joints at different temperatures was investigated by means of scanning electron microscope(SEM), electro-probe microanalyzer(EPMA), X-ray diffraction(XRD), Vickers hardness testing, and shear testing. The results show that the addition of Ni interlayer eliminates the formation of Mg–Al intermetallic compounds and improves the bonding strength of the Al/Mg joints. The Al/Ni/Mg joints are formed by the diffusion of Al, Ni and Mg, Ni. The microstructure at the joint interface from Al side to Mg side is Al substrate/Al–Ni reaction layer/Ni interlayer/Mg–Ni reaction layer/Mg substrate multilayer structure. The microhardness of the Mg–Ni reaction layer has the largest value of HV 255.0 owing to the existence of Mg_2Ni phase.With the increase of bonding temperature, the shear strength of the joints increases firstly and then decreases.The Al/Ni/Mg joint bonds at 713 K for 90 min, exhibiting the maximum shear strength of 20.5 MPa, which is greater than that of bonding joint bonded directly or with Ag interlayer. The fracture of the joints takes place at the Mg–Ni interface rather than the Al–Ni interface, and the fracture way of the joints is brittle fracture.     

相变-扩散钎焊工艺焊接接头缺陷分析

相变-扩散钎焊是作者提出的一种将相变超塑性扩散焊与扩散钎焊结合起来的新型复合工艺，它具有所需温度循环次数少(与相变超塑性扩散焊相比)、高温停留时间短但扩散效率高(与扩散钎焊相比)、改善热影响区组织(与弧焊和扩散钎焊相比)等优点。针对其典型接头的界面接合形貌及缺陷，采用扫描电镜及能谱仪进行了分析。结果表明，界面接合良好，未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合。而缺陷具有如下主要特点：存在于距离界面内部有一定距离的残留中间层内，并不在界面上；并非夹杂而是孔洞；尺寸远小于晶粒尺寸；稀疏且错落排列。分析认为该孔洞是由母材溶解到中间层中带来的碳还原母材与中间层氧化物所产生的CO气孔。     

镁合金与铝合金的夹层扩散焊连接

采用锌夹层在356℃温度下对镁铝异种金属进行扩散焊连接,并对接头的微观组织和力学性能进行分析.结果表明,利用镁与锌原子互扩散形成低熔点共晶液相区,能够实现镁铝材料的可靠连接.镁铝焊接接头界面区由铝锌反应层、未充分扩散锌层、锌镁反应扩散层组成.铝基体侧铝锌反应层是固溶体层,镁基体一侧锌镁反应扩散层主要是过饱和的固溶体基体及弥散析出的中间相,该区的中间相成分为Mg2Zn11及MgZn2.锌夹层的加入可有效阻止镁铝之间的互扩散.锌夹层镁铝扩散焊接头抗剪强度远超过镁铝直接真空扩散焊接头的抗剪强度.断口观察及相分析表明,接头失效发生在锌镁反应扩散层.     

Effect of bonding conditions on joints of 5052Al and 6063Al in pulsed electric current bonding

Recent reports on sintering and bonding using the pulsed electric current bonding process indicate that the metals are subjected to Joule heating due to the electrical resistance at the contact points. However, the influence of bonding conditions on local heating phenomena and joint quality remains unclear. In this study, the effects of bonding conditions (bonding temperature, pressure, surface roughness, interlayer, electric current wave and so on) on joint efficiency are investigated using 5052A1 and 6063A1 in pulsed electric current bonding.

The joint strength of 5052A1 and 6063A1 are improved using 2024A1 as the interlayer between the bonding interfaces. The joints with the 2024A1 powder as the interlayer are stronger than ones with 2024A1 plate, and are as strong as the base metal. The improvements of the joints depend on effective heat generation at the bonding interface due to the electrical resistance. It is 0.08 g (thickness: 0.04 mm), enough for the amount of powder between the bonding interfaces. The dispersion of the powder from the joints does not occur under various conditions.

The surface roughness and electric current wave (direct current, duty ratio, pulse frequency) have no effect on the joint strength. With the increase of bonding temperature and pressure, the deformation of the joints increases. Then bonding temperature and pressure have to be selected to prevent a big deformation of joint configuration.