Ni-Cu低温TLP扩散连接接头组织及性能

采用厚度40 μm的纯锡钎料中间层在镍和铜基板间实现了低温瞬态液相扩散连接(transient liquid phase bonding,TLP Bonding),通过延长等温反应时间,获得了完全由(Cu,Ni)6Sn5和Cu3Sn两种金属间化合物相(intermetallic compounds,IMCs)组成的焊接接头. 在Ni-Cu TLP扩散连接液-固反应过程中,Sn/Ni和Sn/Cu界面处均形成了(Cu,Ni)6Sn5,但晶粒形貌存在差异,从镍侧到铜侧化合物形貌依次是小颗粒状、针状和扇贝状. 此外,Cu3Sn的生长受到了抑制. 该IMCs接头具有418.4℃的重熔温度和49.8 MPa的平均抗剪强度,能够满足高温功率器件封装中对耐高温互连的需求,并且有助于提高电子器件在恶劣条件下服役时的可靠性.     

5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析

采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面组织进行分析,同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明,焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面组织依次为FeAl,FeAl₃,Fe_mAl_n+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃,保温时间为15 min时,接头抗剪强度达到最大值49 MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响,当钎焊温度较低时,接头断裂于铝合金侧氧化膜层及Fe_mAl_n+αAl反应层;温度升高至580℃时,接头断裂于Fe_mAl_n+αAl反应层中,接头抗剪强度最高.     

磁场对厚板Ti-6Al-4V合金窄间隙TIG焊缝组织的影响

对56 mm厚Ti-6Al-4V合金进行窄间隙磁控电弧TIG焊接,通过金相显微镜对接头各区组织进行对比分析。结果表明：在窄间隙的多层单道焊接中,接头各区的组织、结晶形态及生长方向存在很大差异。焊缝区一次结晶组织为表层焊道上表面的柱状粗大组织及熔合线附近、焊道内部的等轴晶组织。熔合线处,电磁作用提高了平面状结晶前沿及后来形成的等轴晶的稳定性,最终随着磁场强度的增加在熔合线附近逐渐由柱状晶转变为等轴晶。焊缝中心处,磁控电弧作用使得生成的等轴晶稳定性提高,随着磁场强度的增加,等轴晶逐渐单方向伸长,在热传导方向上,即焊缝表层垂直方向生成粗大的柱状晶。     

Zn元素含量对AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

在AgCu共晶钎料中添加不同量的Zn元素熔炼成AgCuZn钎料,并在陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,当Zn元素含量为25%(质量分数)时,钎料在陶瓷表面润湿角最小,为23.5°;从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为(Cu,Ni)+Ag(s.s)+Cu(s.s)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)+TiC金属陶瓷/TiC金属陶瓷.随着钎料中Zn元素含量增加,钎料/TiC金属陶瓷界面处(Cu,Ni)固溶体形态由块状弥散分布变为层状分布;Zn元素在真空中挥发能促进界面元素的溶解和扩散,从而使固液界面张力减小、钎料表面张力增大,最终导致润湿角随着钎料中Zn元素含量增加而出现最小值.     

保温时间对TiAl合金与镍基合金扩散连接界面组织结构及连接强度的影响

采用纯钛箔做中间层扩散连接TiAl合金与镍基高温合金(GH99).利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对界面产物及接头的界面结构进行分析.结果表明,GH99/Ti界面主要由四个反应层组成,分别为(Ni,Cr)ss,富Ti-(Ni,Cr)ss,TiNi和Ti2Ni.当保温时间较短时,Ti/TiAl界面反应层主要为Ti(Al)ss.延长保温时间,此界面反应层转化为Ti3Al和Al3NiTi2.随着保温时间的延长,TiNi反应层厚度持续增加,而Ti2Ni反应层厚度先增加后减小.随保温时间的延长接头的抗剪强度先增加后减小,然后又增加.由接头断口形貌可以看出,接头主要断裂于Ti2Ni反应层.     

添加铜填充层的Ti-15-3钛合金与304不锈钢电子束焊接过程中的温度与应力场(英文)

采用铜填充金属对Ti-15-3钛合金与304不锈钢进行电子束焊接,对Ti/Fe和Ti/Cu/Fe接头在焊接过程中的温度场和应力场进行数值模拟和试验测量。结果表明,高斯旋转体热源适用于电子束焊接过程的模拟。温度场对于焊缝中心呈非对称分布,钛侧的温度高于不锈钢侧的。热应力同样呈非对称分布,残余拉应力主要存在于不锈钢侧。铜填充金属的加入,降低了焊接过程中的峰值温度、温度梯度以及残余应力,纵向和横向残余拉应力分别降低了66MPa和31MPa。从温度场和应力场的角度可以看出,铜合金是一种较好的Ti-15-3钛合金与304不锈钢电子束焊接的填充金属材料。     

硬质合金与钢焊接技术的研究现状

本文概述了硬质合金与钢焊接中的问题及难点,介绍了硬质合金与钢焊接的国内外研究现状。其中,钎焊和扩散焊是目前连接硬质合金与钢的主要方法,但其接头使用温度受到限制,接头形式也比较单一;而通过采用特殊焊接工艺及焊接材料,利用普通熔焊方法和高能束焊接方法也能实现它们之间的连接,但是在其焊接接头处极易产生裂纹缺陷。因此,这些方法都不能满足使用要求,要获得硬质合金与钢的可靠焊接接头,应从焊接工艺和焊接材料两个方面做进一步的研究。     

水下焊接技术的研究发展现状

随着海洋工程的发展与深海资源的进一步开发,水下焊接技术的重要性愈显突出.特别是近年来,随着水下焊接技术的不断完善,其在核电、港口、桥梁等其他“涉水”行业也逐渐成为不可或缺的技术,为我国在能源领域长期稳定的发展奠定了牢固的技术基础.但是与欧美等发达国家相比,我国对水下焊接的研究工作起步较晚,仍有许多问题亟待解决.从焊接方法、焊接材料及焊接设备三个方面介绍了水下焊接技术在国内外的发展现状,并指出研制新型焊接材料和发展智能化的焊接设备是水下焊接技术发展的关键.     

SiC与TiAl扩散连接中界面反应层的成长模型

对 Ｓｉ Ｃ陶瓷与 Ｔｉ Ａｌ金属间化合物进行了真空扩散连接， 提出了界面反应层的成长模型， 并在试验结果的基础上给出了模型的具体表达式， 为控制接头的界面结构进而改善接头的性能提供了理论依据。     

扩散连接接头金属间化合物新相的形成机理

扩散连接接头中界面区脆性金属间化合物相的出现往往会造成接头性能的恶化,因此研究并建立接头界面区金属间化合物相的生成和成长行为的数学模型对扩散连接过程有非常重要的理论及现实意义。本文根据扩散理论,指出界面处生成相的动力学驱动力限决于扩散偶中组元自身的特性,生成机的组元及比例应按原子扩散通量比优先生成,本文从动力学及热力学角度出发,提出了多组元扩散偶界面处的金属间化合物生成相原则：通量-能量原则;并以钛/镍/钢扩散接接头为例,证明钛/镍界面处金属间化合物相的生成规律为Ni/TiNi3/TiNi/Ti2Ni/Ti。提出,通量-能量能力相当的两种或多种金属间化合物有可能同时形核篚,接头界面处会形成混合的金属间化合物。