钎缝圆角几何形状对Al-Al_2O_3钎焊件剪切应力分布的影响

异种材料连接结构中由于被连接材料的热膨胀系数不匹配 ,焊后冷却过程将在钎焊件内部导致较大的应力。同时 ,钎缝圆角几何形状对这一热应力分布有重要影响。本文采用有限元数值模拟方法研究了钎缝圆角几何形状对Al-Al2 O3 异种材料钎焊件内部剪切应力分布的影响。计算结果表明 ,钎缝圆角的最佳几何形状为钎缝伸出长度略大于钎缝高度的凹型。     

AgCu+nano-Al_2O_3复合钎料钎焊TC4合金与Al_2O_3陶瓷:界面结构及接头性能

通过向Ag Cu共晶钎料中添加nano-Al2O3增强相(2%,质量分数)并采用高能球磨的方法获得了Ag Cu+nano-Al2O3复合钎料(Ag Cu C钎料)。采用Ag Cu C钎料实现了TC4合金与Al2O3陶瓷的高质量钎焊连接,确定了TC4/Ag Cu C/Al2O3钎焊接头的典型界面组织结构为:TC4/α-Ti+Ti2Cu扩散层/Ti3Cu4层/Ag(s,s)+Ti3Cu4+Ti Cu/Ti3Cu4层/Ti3(Cu,Al)3O层/Al2O3。Nano-Al2O3的添加抑制了钎缝中连续的Ti-Cu化合物层的生长,同时在钎缝中形成了颗粒状Ti-Cu化合物相增强的Ag基复合材料,改善了钎焊接头的界面组织。随着钎焊温度的升高,各反应层厚度逐渐增加,颗粒状Ti-Cu化合物不断长大,Ag基复合材料组织逐渐细小。当钎焊温度T=920℃,保温时间t=10 min时接头抗剪强度达到最大为67.8 MPa,典型断口分析表明:压剪过程中,裂纹起源于钎角处并沿钎缝扩展后转入Al2O3陶瓷,最终在Al2O3陶瓷母材侧发生断裂。     

采用复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用TiN／Ag—Cu—Ti复合钎料连接Si3N4陶瓷材料，采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag—cu组织结合紧密，并未与钎料基体进行反应，在钎缝中分布比较均匀，形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用，提高了活性元素Ti扩散的能力，Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应，生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明，在一定范围内，采用复合钎料可以明显提高接头强度。     

用2%低银磷铜钎料对制冷系统铜管钎焊的接头可靠性

在冷冻空调机制冷系统铜管钎焊中,用２％低银磷铜钎料取代４５％银铜锌钎料的钎焊接头可靠性进行了必要地试验和研究,并探讨了影响钎缝质量的一些主要因素。     

颗粒增强复合钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用纳米Si3N4颗粒增强的AgCuTi复合钎料(AgCuTiC)实现了TiAl合金的钎焊连接.利用SEM,EDS及XRD等分析方法确定了TiAl/AgCuTiC/TiAl接头的典型界面结构为TiAl/AlCu2Ti/Ag(s,s)+TiN+ Al4Cu9+Ti5Si3.结果表明,钎焊过程中从TiAl母材溶入液相钎料的活性钛与复合钎料中纳米Si3N4颗粒发生反应,在钎缝中形成了细小的颗粒状TiN,Ti5Si3及Al4Cu9化合物增强的银基复合材料组织.银基复合材料的形成不仅提高了钎缝自身的强度,而且通过降低钎缝的线膨胀系数缓解了接头残余应力,并最终改善了钎焊接头的性能.当采用增强相含量为3％的AgCuTiC钎料在880℃保温5min条件下钎焊时,接头室温平均抗剪强度最高为278 MPa,比采用AgCuTi钎料提高40％.     

新型Ni48Pd36CrBSi钎料钎焊GH625的接头性能分析

对新型Ｎｉ４８Ｐｄ３６ＣｒＢＳｉ钎料焊高温合金ＧＨ６２５的接头性能进行了分析。钎焊时,只有在液态钎料能充分地流入并致密地填充全部钎缝间隙才能得到一个优质接头。实验结果表明,这种钎料对ＧＨ６２５有良好的润湿性。润湿角仅６°,钎焊后由于在钎缝组织中得到了有利于接头强度的固溶体组织,使得接头抗拉强度室温时为４９８．７ＭＰａ．６５０℃时为４７１．９ＭＰａ,抗剪强度室温时为５０１．７ＭＰａ,６５０时为３９９     

Zn基钎料钎焊镁合金AZ31B接头的钎缝物相及力学性能

以Zn基钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了钎焊接头的钎缝物相及力学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析仪等分析了钎焊接头的界面组织及钎缝物相,测试了钎焊接头的强度及钎缝组织的显微硬度.结果表明:钎料与母材发生界面反应,在钎缝中生成α-Mg,γ-MgZn相.钎焊搭接接头平均抗剪强度为55 MPa,对接接头平均抗拉强度为77 MPa.接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在α-Mg+γ-MgZn共析体组织处和α-Mg基体与α-Mg+γ-MgZn共析体组织的界面处.     

基于VOF模型的铝钎焊板钎料流动成形的数值模拟

采用VOF多相流模型,应用Fluent软件对炉中钎焊过程中铝钎焊板十字接头的钎角成形进行模拟研究,讨论了钎焊温度、钎缝间隙等因素对钎角成形的影响规律,并进行了试验验证.结果表明,该模型较好的模拟了钎角的形状以及温度对钎角成形的影响规律,从而验证了模型的可靠性.同时发现温度对钎角成形有较大影响,温度较低（590℃）时,钎料润湿性不足,铺展长度较小;温度过高（610℃）时,钎料流失加剧,铺展长度减小,600℃为最佳温度.接头短间隙过小容易导致钎料聚集,长间隙过大会抑制钎缝的毛细作用,均不利于钎料铺展,等间隙更有利于钎角成形.     

Ag-Cu-Ti+W复合钎料钎焊SiC陶瓷的接头性能研究

通过使用Ag-Cu-Ti钎料钎焊,可以实现SiC陶瓷的有效连接,但它与陶瓷母材热膨胀系数相差较大,钎焊降温过程中会产生较大的残余应力.通过向Ag-26.7Cu-4.5Ti钎料中复合不同体积分数的W颗粒,调节钎料的热膨胀系数,使之更接近于母材.通过改变钎焊温度和保温时间,研究工艺参数对焊缝的显微组织和力学性能的影响.结果...     

BNi-2＋BNi-5复合钎料钎焊不锈钢填缝能力及其组织性能研究

采用在BNi-2钎料中加入高熔点BNi-5钎料的方法对316L不锈钢进行真空钎焊研究,搭接接头头部为自然间隙,尾部加Mo丝确定间隙的方式,着重了解使用复合钎料时钎料的填缝能力.结果表明,复合钎料具有较好的填缝性能,并且钎焊接头在不同位置出现了不同性能的钎缝,在钎缝头部以镍基固溶体为主,随着距离的深入,金属间化合物的含量逐渐增加,显微硬度峰值也逐渐增加.     

Theoretical study and numerical simulation of the stress fields of the Al2O3 joints brazed with composite filler materials

Non-linear finite element code MSC. Marc was utilized to analysis the field of stress of the Al2O3 joints brazed with composite filler materials. The properties of the filler materials were defined by using the mixing law, method of Mori-Tanaka and theory of Eshelby to ensure the accuracy and reliability of results of finite element method （FEM）. The results show stress in brazed beam is higher than that in base material. The maximal stress can be found in the interface of joint. And the experimental results show that the shear strength of joints increases from 93.75 MPa （ Al2O3p Ovol. % ） to 135.32 MPa （ Al2O3p 15vol. % ） when composition of titanium is 3wt% in the filler metal.     

SiO2f/SiO2复合材料与金属铌环形钎焊接头的残余应力数值模拟

对陶瓷基复合材料SiO_2f/SiO₂与金属铌环形钎焊接头的残余应力进行了有限元数值模拟.结果表明,接头存在较大的径向拉应力σ_y和周向界面剪切应力τ_yx,其峰值分别为1 047 MPa和329 MPa.靠近焊缝的SiO_2f/SiO₂中存在应力集中,因而在焊后冷却过程容易首先破坏.在SiO_2f/SiO₂连接面表层加工沟槽可有效缓解残余应力,σ_y和τ_yx峰值分别降低到731 MPa和230 MPa.与不开槽钎焊比较,在靠近焊缝界面的SiO_2f/SiO₂侧表层,开槽钎焊使σ_y从200 MPa降至81 MPa、τ_yx从230 MPa降至53 MPa.陶瓷被焊表面开槽之后再钎焊填入钎料所引起的应力缓解,对于避免开裂、提高接头强度及可靠性十分有利.     

Cu-Pd-V钎料真空钎焊Cf/SiBCN复合材料的界面组织与性能

利用Cu-Pd-V钎料对新型四元陶瓷基复合材料C_f/SiBCN进行了真空钎焊连接.利用座滴法研究了Cu-Pd-V钎料对C_f/SiBCN复合材料的动态润湿性.利用SEM和XRD对钎焊接头微观组织及断口物相进行了分析表征.结果表明,经1 170℃保温30 min后钎料在复合材料上的润湿角为57°.在1 170℃-10 min钎焊规范下,Cu-Pd-V钎料在C_f/SiBCN复合材料表面形成厚度约为1 μm的V （C,N）反应层,主要包括VC和VN化合物,钎缝中央为Cu₃Pd和CuPd两种固溶体相.接头的室温三点弯曲强度为58.1 MPa,当测试温度提高至600℃时接头强度上升至90.2 MPa,在700和800℃测试温度下钎焊接头强度呈下降趋势,但仍然可以维持在室温强度水平,分别为66.9和64.6 MPa.     

采用Au基钎料真空钎焊Al2O3陶瓷

首先选用AgCuTi活性钎料在880℃/10 min参数下对A1₂O₃陶瓷表面进行金属化处理,之后尽量去除金属化层中的AgCu共晶组织,然后选用两种Au基高温钎料在980℃/10 min参数下对金属化后的A1₂O₃进行了钎焊连接.结果表明,在Al₂O₃/Au-Ni/Al₂O₃接头中靠近Al₂O₃母材的界面处生成一层薄薄的扩散反应层,该反应层主要由TiO₂和Al₂O₃组成;在Al₂O₃/Au-Cu/Al₂O₃接头中同样存在扩散反应层,与前者不同的是,接头中检测到Ti-Au相的存在.分别对Au-Ni和Au-Cu两种钎料获得的Al₂O₃接头进行了抗剪强度测试,前者对应接头强度为95.5 MPa,后者对应接头强度达到102.3 MPa.     

Super-Ni/NiCr叠层材料Ni-Cr-Si-B高温钎焊接头的组织特征及抗剪强度

采用Ni-Cr-Si-B高温钎料对Super-Ni/NiCr叠层复合材料和Cr18-Ni8不锈钢进行真空钎焊,并分析钎焊接头的显微组织及物相组成、显微硬度、抗剪强度及断口形貌.结果表明,钎缝主要由γ-Ni固溶体、Ni₃B、CrB和Ni₃Si组成;钎缝的显微硬度波动较大,γ-Ni基体显微硬度为450 MPa,Ni₃B的显微硬度最高650 MPa.钎焊温度升高至1120℃时,接头的抗剪强度最高可达158 MPa,NiCr基层钎缝区呈脆性断裂,出现撕裂韧窝.钎缝区与Super-Ni复层之间形成Ni₃B界面,Super-Ni复层钎缝区断裂于Ni₃B界面.     

Al2O3-TiC/Q235真空扩散钎焊界面组织及抗剪强度

为了获得Al2O3-TiC陶瓷基复合材料与Q235钢的接头,采用Ti/Cu/Ti复合中间层对Al2O3-TiC复合材料与Q235低碳钢进行了真空扩散钎焊。通过扫描电镜、能谱分析和电子探针、抗剪试验等测试方法对Al2O3-TiC/Q235扩散钎焊界面的组织、成分及结合强度进行分析。结果表明,控制加热温度为1110℃,可获得界面抗剪强度122MPa的Al2O3-TiC/Q235扩散钎焊接头,Ti/Cu/Ti复合中间层与Al2O3-TiC和Q235润湿性较好,并发生一定程度的扩散反应,在Al2O3-TiC与Q235之间形成厚度约80μm的界面过渡区,过渡区内形成的组织结构主要是Ti3AlC2,Fe2Ti,Cu和TiC。     

Co-Nb-Pd-Ni-V钎料真空钎焊Cf/SiC复合材料的接头组织与性能

采用自行设计的Co-Nb-Pd-Ni-V高温活性钎料对碳纤维增强碳化硅（C_f/SiC）复合材料进行钎焊连接,钎焊温度为1 200 ~ 1 320 ℃,钎焊时间固定为10 min. 结果表明,钎料中的V和Nb元素同时发挥反应活性,与C_f/SiC复合材料发生界面反应,在陶瓷界面形成了VC和NbC双层界面反应层. 当钎焊参数为1 280 ℃/10 min,典型的接头组织为（VC/NbC）双界面反应层/（Co,Ni）₂Si + CoSi + NbC + Pd₂Si/（NbC/VC）双界面反应层. 在此参数下获得的接头性能最佳,其中室温三点弯曲强度为61.0 MPa,在900和1 000 ℃下测得的强度均高于其室温强度,分别为83.2和87.7 MPa. 接头中的NbC和Pd₂Si高熔点物相弥散分布在钎缝内部,大大提高了接头的高温性能.     

Interfacial structure and mechanical property of Al2O3 and Invar brazed joint

This paper introduces a brazing process between Al_2O_3 ceramic and Invar alloy.Al_2O_3 can be brazed with Invar effectively.The interfacial structure of Al_2O_3/Invar joint can be expressed as:Invar/Ag(s,s)+Cu(s,s)+Fe_2Ti(zone Ⅰ)/Ag(s,s)+Cu(s,s)+Fe_2Ti+NiTi+Cu_3Ti(zone Ⅱ)/Ag(s,s)+Cu(s,s)+Cu_2Ti+Al(s,s)+TiC+TiO(zone Ⅲ)/Al_2O_3.The maximum shear strength of 139 MPa was measured for as-brazed Al_2O_3/Invar joint brazed at 850℃ for 25 min or 900℃ for 15 min.     

钎料中Ti元素含量对Si3N4/Si3N4接头界面结构及性能的影响

在900℃保温10 min的工艺条件下采用Ti含量不同的AgCu+Ti+nano-Si₃N₄复合钎料（AgCu_C）实现了Si₃N₄陶瓷自身的钎焊连接,并对不同Ti元素含量的接头界面组织及性能进行了分析.结果表明,接头典型界面结构为Si₃N₄/TiN+Ti₅Si₃/Ag_（s,s）+Cu_（s,s）+TiN_P+Ti₅Si_3P/TiN+Ti₅Si₃/Si₃N₄.随着复合钎料中Ti元素含量的增加,钎缝中团聚的纳米Si₃N₄颗粒逐渐减少,母材侧的反应层厚度逐渐增加后趋于稳定.当Ti元素含量高于4%时,钎缝中形成了类似于颗粒增强金属基复合材料的界面组织;当Ti元素含量达到10%时,有少量Ti-Cu金属间化合物在钎缝中形成;钎焊接头的抗剪强度随着Ti元素含量的增加而呈现先增加后降低的变化趋势,当Ti元素含量为6%时接头的抗剪强度达到最高值,即75 MPa.