首届纳连接和微连接国际学术会议在清华大学顺利召开

2012年12月2～5日,首届纳连接和微连接国际学术会议 (The First International Conference on Nanojoining and Microjoining-NMJ 2012)在清华大学近春园宾馆顺利召开.此次会议由清华大学机械工程系主办,并得到清华大学微电子所电子封装技术研究中心的大力支持,加拿大滑铁卢大学和日本大阪大学协办,同时也得到清华大学、国际焊接学会(IIW)、中国国家自然科学基金委(NSFC)、欧洲焊接联合会(EWF)、中国焊接学会(CWS)、美国Medtronic Inc.和中国乐普医疗器械(北京)有限公司的大力支持和帮助.     

DP980激光焊接温度场模拟及力学性能研究

采用光纤激光焊接高强钢DP980,并对温度场分布进行有限元计算。结果表明焊缝中心热循环温度高达3204 ℃,迅速冷却后形成马氏体组织,硬度较母材提高30%,抗拉强度达到了1115.7 MPa,延伸率相对母材下降49.1%。回火区应力应变曲线存在明显的屈服平台,抗拉强度（850.7 MPa）明显低于母材（986.9 MPa）。焊接接头抗拉强度为母材的87.1%,延伸率为母材的32.7%。焊接接头拉伸试样和杯突试样均断于回火区。焊接接头的杯突值较母材下降32.58%,母材主应变值高于焊接接头。     

纳米银焊膏的烧结性能及其用于铜连接的研究

采用化学还原法制备出粒径分布在20~80nm的纳米银焊膏,每个纳米银颗粒上包裹的有机壳防止纳米颗粒的聚合。通过扫描电镜(SEM)对不同温度下银烧结层的微观组织变化进行观察,在200℃条件下烧结30min后,银烧结层连接为联通多孔结构;高于250℃时银颗粒出现明显的长大现象。在250℃温度下,外加10MPa压力采用纳米银焊膏对镀银纯铜材料进行烧结连接,得到接头剪切强度达到39MPa。对接头断口的显微组织分析表明,纳米银颗粒形成致密的烧结结构,断口组织在低倍SEM下未观察到明显塑性变形痕迹,但在高倍SEM下断口处的微观组织呈现了韧窝状组织,具有韧性材料断口材料的微观特征。     

Ti表面磁控溅射Nb膜的研究

Ti表面磁控溅射Nb膜作为Ti与其他金属连接的合金层或过渡层有着重要的研究意义和实用价值.本文研究了基体温度、薄膜厚度、真空退火对Nb膜附着性和组织结构的影响,应用扫描电镜观察了膜层表面和界面,用X射线衍射分析研究了膜层物相组成,用划痕法测试了薄膜的附着性.结果表明薄膜组织为纤维状晶粒;溅射时对基体适当加热有利于成膜的致密性;一定温度范围内的真空退火可以提高附着性,但不显著,温度达到500 ℃后,薄膜发生剥落;Nb膜厚度从500 nm增加到2000 nm,晶粒变大,附着性变差;溅射及退火过程中均无新相生成.     

大型电机转子焊接残余应力的数值分析

利用轴对称模型研究了大型电机转子焊接残余应力分布规律 ,探讨了单层单道焊情况下两侧同时焊接、热套、预热等工艺以及三层四道焊情况下焊接顺序对焊接残余应力的影响。研究结果表明 ,磁轭圈与辐板焊接后在焊缝及其周围区域产生较大的三向残余拉应力 ;两侧同时焊接可大大降低径向残余应力 ;热套可降低三向残余拉应力 ,热套后直接焊与热套后先冷却后焊相比效果更佳 ;预热可以降低周向残余拉应力 ;多道焊时径向残余应力主要取决于最后一层 ,尤其是最后一道焊缝 ;两侧的最后一道焊缝同时焊接可显著降低径向残余应力 ,而前面的焊道同时焊接与否并不重要。研究结果为优化生产工艺 ,降低残余应力提供了理论依据     

真空热处理对Al2O3陶瓷化学镀Ni-P膜及金属钎焊接头的影响

采用化学镀Ni-P膜法金属化Al2O3陶瓷,并用63Sn-34Pb-2Ag-1Bi钎料膏实现了95%Al2O3陶瓷与45钢之间的低温钎焊.为提高镀膜结合强度并最终提高钎焊接头强度,钎焊前对镀膜陶瓷进行真空热处理.研究了钎焊前真空热处理对Ni-P膜显微组织、钎焊接头显微结构及其强度的影响.结果表明,150～650 ℃高真空热处理会改变Ni-P膜的显微组织,且适当热处理可显著提高钎焊接头强度,在350℃保温1 h可使接头剪切强度到达最高值38 MPa.接头显微结构一般为Al2O3陶瓷/Ni-P镀层/扩散层Ⅰ/富Sn层/钎缝金属层/扩散层Ⅱ/45钢.剪切断裂主要发生在Al2O3陶瓷/Ni-P镀层界面附近,少量扩展到钎缝金属中.     

塑性变形条件对扩散焊接头性能的影响

扩散焊焊接中的塑性变形条件对接头性能有很大影响,目前对其影响规律缺乏系统认识.文中以工业纯钛TA2和工业纯铝L4为连接对象,试验研究了塑性变形过程、变形率及待焊面形态与接头剪切强度的关系,结果表明:在扩散焊初期提供接头塑性变形,同时在后续保温过程中保持小压力而不再继续变形,会得到较高强度的接头;在一定范围内,接头塑性变形率大的试样,其扩散焊接头强度较高;待焊面的设计形态对接头强度有较大影响,屈服强度小的母材一面为曲面,而屈服强度大的母材一面为光滑平整面,有助于提高接头强度.     

连接参数对Ti-22Al-25Nb合金TLP扩散连接接头性能的影响

研究了用Ti-15Cu-15Ni合金薄片TLP扩散连接O相合金Ti-22Al-25Nb.结果表明,短时间保温时接头连接区还残留了含微量Al和Nb的Ti2(Cu,Ni)与Ti(Cu,Ni)脆性组织;保温时间足够长且采用快速冷却工艺时,连接区组织为B2相,反之,慢速冷却工艺下连接区组织为基体相B2和一定量的α2,O相.与快速冷却工艺相比,慢速冷却措施可改善连接区组织和明显提高接头强度,在连接温度为990℃并保温90 min的优化工艺下,接头在室温和650℃的抗拉强度分别为1 041 MPa和659 MPa,达到原始母材强度的95%和81%.     

Fabrication of non-superconducting and superconducting joints of Ag/Bi-2223 tapes by diffusion bonding

Diffusion bonding of multifilamentary Ag/Bi-2223(Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x) superconducting tapes has been performed successfully.Three types of joints,namely,with silver interlayer (type I),bonded directly (type II),with Bi-2212(Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x) powder interlayer or with Bi-2223 powder interlayer (type III) were researched,respectively.The critical currents(I_C) of these joints were measured and microstructures of the joints were evaluated by scanning electron microscope (SEM).The result shows that type I is non-superconducting joint with very low resistance,and type II joint and type III (with Bi-2212 or Bi-2223) joints are both of superconducting property.By comparing,type II joint possesses most excellent superconductivity,type III joint with Bi-2223 powder interlayer takes the second place,and type III joint with Bi-2212 powder interlayer is least.     

Ti_2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb的TLP扩散连接

以Ti-15Cu-15Ni合金薄带作中间层,用Gleeble 1500D热-力学模拟试验机对Ti2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb进行TLP扩散连接。研究了连接参数对接头组织演变、元素分布、接头强度及其断裂特征的影响。结果表明,接头形成过程由5个阶段组成,Nb是接头成分均匀化的扩散主控元素。适当延长保温时间和适当提高连接温度有利于获得组织与成分均匀的高强接头。保温结束后接头快速冷却时,其连接区室温组织为B2相;而采用慢冷工艺有利于促进高温β相的相变从而改善连接区组织,室温组织为B2相基体和少量α2、O相。连接温度和保温时间分别为990℃和90min且采用慢冷工艺时,接头的室温和650℃抗拉伸强度分别为1041MPa和659MPa,分别达到原始母材强度的95％和81％,明显高于采用快冷工艺的接头强度。