铝-钛异种金属钎焊技术的研究

介绍了铝-钛合金复合结构的优点和应用前景,分析了铝-钛异种金属之间焊接的难点及存在的主要问题,总结了关于铝-钛异种金属真空钎焊、高频感应钎焊、熔钎焊以及搅拌摩擦钎焊技术的研究现状,并讨论了各种焊接技术的主要特征。     

Ti-50Ni钎焊TZM与ZrCp-W接头界面组织及性能

采用Ti-50Ni(at%)钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过SEM、EDS、XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,研究了钎焊温度对TZM/Ti-50Ni/ZrC_p-W接头界面组织及性能的影响。结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Ti-Mo+TiNi_3+Mo-Ti-W/Ti Ni+TiNi_3+W(s,s)+(Ti,Zr)C/ZrC_p-W。随着钎焊温度的升高,Ti-Mo固溶体层宽度逐渐增大,线状条纹增多、增宽,组织逐渐粗大,晶界变圆滑;接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1340℃,保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为146 MPa。     

电触点感应钎焊及控制

本文求解了适用于电触点感应钎焊的电磁场及热场耦合方程,获得了二维电触点感应钎焊的理论解,并建立了电触点感应钎焊的有限元模型,二者对比分析,验证了有限元方法分析电触点感应钎焊的可行性。数值结果表明：焊接区域的温度在靠近电触点边界的位置最高,越靠近电触点中心位置的温度越低。线圈增加铁氧体后,电触点中心位置与电触点边界位置的焊膏熔化情况更为接近,一定程度上改善了焊接面温度的不均匀分布。另外,线圈改进前后,焊接时间均随着焊接电流的增大而减少。相同焊接电流参数下,使用了缠绕有铁氧体的感应线圈只需花费更少的时间就可达到所需温升,这大大提高了电触点组件的焊接效率。因此,我们可通过在感应线圈中间增加铁氧体来改善感应钎焊温度不均匀分布,以及缩短焊接时间,从而提高电触头感应钎焊的焊接质量和焊接效率,这对电触点材料的焊接有一定的指导意义。     

SiC陶瓷真空钎焊接头显微组织和性能

在高真空条件下采用Ti-35Zr-35Ni-15Cu(质量分数/%)钎料对SiC陶瓷进行了钎焊连接,研究了接头界面组织的形成过程以及工艺参数对接头性能的影响。结果表明:钎料与SiC陶瓷发生了复杂的界面反应,生成了多种界面产物。当钎焊温度为960℃,保温时间为10min时,SiC陶瓷侧形成了连续的TiC和Ti5Si3+Zr2Si层,同时Ti5Si3+Zr2Si向钎缝中心生长呈长条状。SiC陶瓷到接头钎缝中心的显微组织依次为:SiC/TiC/Ti5Si3+Zr2Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti2(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu)。钎焊温度为960℃,保温时间为30min时,长条状的Ti5Si3+Zr2Si贯穿了整个接头。钎焊接头强度随着钎焊温度的升高和钎焊时间的延长都呈现先增大后减小的趋势。当钎焊温度为960℃,保温时间为10min时,接头的剪切强度最高,达到了110MPa。     

非晶态钎料—非晶合金作为功能材料应用的新思路

非晶态钎料具有长程无序、近程有序的结构特点,使它具有许多优异的性能,如高硬度、高强度、强耐蚀性等。同时,获得的薄带状钎料适用于窄间隙焊接,在宇航、军工、体育器材、电子仪表等领域中具有较广泛的应用前景。为阐明非晶态钎料在钎焊发展过程中的重要意义,综合评述了非晶态钎料的成分优化设计,钎料特性、钎焊工艺及方法等方面的研究进展和面临的挑战,并指出该领域今后的发展方向。     

Fe-Al金属间化合物对铝/钢钎焊接头力学性能的影响

研究了Zn-Al钎料钎焊铝/钢接头的铺展性能、钎焊接头力学性能与显微组织. 铺展试验结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎料在3003铝合金、Q235钢表面的铺展面积均增大,铝含量为15%(质量分数)时,在3003铝合金与Q235钢表面的铺展面积均达到最大值,继续增加铝含量,钎料铺展性能降低. 钎焊接头力学性能试验结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎焊接头强度提高,铝含量为12%(质量分数)时,88Zn-12Al钎料铝/钢钎焊接头强度最高,继续增加铝含量,钎焊接头强度降低. 综合考虑铺展性能及接头力学性能,88Zn-12Al钎料钎焊铝/钢接头性能最佳.     

银基钎料铸锭微区成分及组织的变化规律

钎料铸锭成分均匀性及组织形态是钎料成形的初始条件,对钎料塑性加工性能及加工后组织有重大的影响. 通过OM,SEM和EDS等分析测试手段,研究了BAg30CuZnSn钎料铸锭的微区成分变化规律. 结果表明,BAg30CuZnSn钎料铸锭中,沿径向由外向内方向,Ag元素含量逐渐降低,Cu,Zn元素含量逐渐升高. 冒口处,由下到上,Ag元素含量逐渐降低,Cu,Zn元素含量逐渐升高. 成分的变化导致铸锭组织发生变化,从铸锭外部到中心部位,晶粒尺寸逐渐粗大,呈现出由最初的随机分布转向成簇分布. 铸锭中心位置出现Ag元素含量较高的枝晶,为银的富集相.     

真空钎焊对3003铝合金焊缝组织及腐蚀的影响

目的研究钎焊温度与保温时间对3003铝合金焊缝组织及腐蚀行为的影响,通过模型预测3003铝合金焊缝的腐蚀寿命。方法在模拟海洋大气环境下,采用盐雾腐蚀的方法,结合SEM和EDS观察焊缝微观形貌和元素分布情况,根据腐蚀质量损失和最大腐蚀深度分析焊缝的抗腐蚀性能,建立腐蚀动力学模型,参照户外暴露腐蚀数据计算得出腐蚀当量系数,预测腐蚀寿命。结果真空度3×10~(-3) Pa时,随钎焊温度升高和保温时间延长,焊缝区域Si的偏析减少,焊缝的抗腐蚀性能增强。在钎焊温度610℃保温75 min,焊缝组织最均匀,以Al、Si元素为主,含有少量的Mn和Mg,合金相主要为Al-Mn、Mg_2Si和Al_3Mg_2。腐蚀质量损失和腐蚀深度动力学方程分别为y_1=0.0642t~(0.897)和y_2=0.03t~(1.63),以LY12铝合金在海南琼海户外暴露腐蚀10年的数据为参照,得出焊缝腐蚀当量系数k=13.39,大气腐蚀10年的当量腐蚀深度为87.9μm。结论焊缝区域Si的偏析对腐蚀性能产生重要影响。较佳钎焊工艺为:真空度3×10~(-3) Pa,钎焊温度610℃,保温时间75 min。此时,大气腐蚀10年后的当量腐蚀深度占焊缝厚度100μm的87.9%,能够满足10年腐蚀寿命的要求。继续升高钎焊温度和延长保温时间,基体与焊缝界面发生熔蚀现象,抗腐蚀性能减弱。     

超声波辅助钎焊镁铝异种金属接头微观组织研究

铝合金和镁合金都具有密度小,比强度高等优点,在航天、航空等行业得到了广泛的应用。但这两种金属焊接时极易生成脆性的金属间化合物,使其很难获得性能优良的接头。在钎焊时,如何选择钎料避免有害金属间化合物的生成,是获得铝/镁异种金属优质接头的关键。为此本文选用了Sn基和Zn基两种钎料,在大气下采用超声波辅助钎焊技术进行了6063铝合金/AZ31B镁合金的焊接,通过OM、SEM以及EDS能谱对比分析了两种钎料钎焊接头组织。实验结果表明,采用Sn基钎料,钎焊接头不会生成Mg-Al脆性金属间化合物,钎缝中会溶解Al元素,Al元素以Al基固溶体相和Ag（Al）相形式存在于钎焊接头中,并且在超声波作用时间达到4.5s时,Al元素均匀分布在整个钎缝中。采用Zn基钎料,钎焊接头中有大量脆性Mg/Al金属间化合物生成,同时在钎缝组织晶界处有第二相低熔点Sn颗粒的弥散分布。     

6063铝合金散热器真空钎焊后基材强度提升探索

为了解决6063铝合金散热器真空钎焊后基材强度下降问题,针对性采用钎焊后热处理工艺,研究了原铝材、钎焊后基材及热处理后基材力学性能、金相组织并进行比对和分析。结果表明,热处理工艺可有效的增强钎焊后散热器基材强度,满足使用要求,给工艺及生产提供一定参考。