焊接速度对钢/铝异种金属激光深熔焊接头特性的影响

为了解决钢/铝异种金属焊接接头力学性能较低的难题,采用无任何填充材料的光纤激光深熔焊接方法,研究了不同焊接速度对钢/铝搭接接头焊缝成形、界面组织和力学性能的影响.研究结果表明,随着焊接速度从2.4 m/min增加到3.3 m/min,钢/铝接头焊缝成形不断改善,且在焊接速度为3.0、3.3 m/min时,获得良好的焊缝成形.钢/铝接头界面金属间化合物层由Fe_2Al_5和Fe_4Al_(13)相组成,且增加焊接速度明显减小Fe_4Al_(13)相的数量及界面Fe_2Al_5层的厚度.接头拉伸剪切试验结果表明,当焊接速度为3.0 m/min时,钢/铝搭接接头的机械抗力值最高达137.1 N/mm.     

CVD条件对金刚石薄膜/钼基体界面层的影响

用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在Mo基片上沉积金刚石薄膜时,界面层钼的碳化程度与初始沉积条件有关.利用XRD,SEM,EDS对界面层进行的研究表明:在化学气相沉积的开始阶段,较低的甲烷浓度有利于碳向基体内的扩散从而让表面的Mo充分碳化,形成富含Mo2C的界面层.甲烷浓度过高时有利于金刚石的形核而不利于碳向基体内的扩散.在金刚石薄膜的生长过程中,碳向基体内的扩散很少,界面层的组成结构保持不变.     

5A06铝合金/镀锌钢预置涂粉对接激光熔钎焊组织与性能

通过预置金属粉末的方法实现了5A06铝合金/镀锌钢异种金属涂粉的对接熔钎焊连接,获得了具有熔焊和钎焊双重特征的对接接头。运用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析了接头微观结构和成分,并测试了接头力学性能。结果表明:界面处形成了厚度不均的锯齿状金属间化合物层,化合物层由Fe2Al5和FeAl3组成,厚度约2.5~7μm。在镀锌钢的上表面钎焊界面处,金属间化合物层最厚,其厚度随激光功率的增加而增大。采用预置金属粉末,在合适的焊接参数下,可以控制金属间化合物层厚度最大不超过10μm,得到具有一定抗拉强度的铝/镀锌钢对接接头。     

铝/镀锌钢焊接接头金属间化合物热力学分析

针对Al/镀Zn钢板Pulsed DE-GMAW焊接接头界面区金属间化合物相的确定性研究,在热力学基本定律的基础上,建立铝/镀锌钢板异种金属焊接接头界面Fe-Al-Zn相形成的吉布斯自由能变化的计算模型,得到Al/镀Zn钢板异种金属焊接接头Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物相形成的标准吉布斯自由能与温度的变化关系,分析界面Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物存在的可能性,并与焊接试验结果进行对比分析。模拟结果表明:所建立的热力学模型是合理的,在界面上形成Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物,与试验结果基本一致,并推论了Fe_2Al_5Zn_(0.4)是在Fe_2Al_5与FeAl_3形成后,由于Zn扩散进入Fe_2Al_5的晶体空位所得到的。     

激光功率对AZ31B镁合金与DP780镀锌钢激光热传导搭接焊接头微观组织与力学性能的影响（英文）

采用离焦激光束对AZ31B镁合金和DP780镀锌钢进行了激光热传导搭接焊(LHCLW)。研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响,通过检测接头的拉伸剪切强度和显微硬度、观察分析微观组织等方法来评价接头的优劣,并且分析了镁/钢界面各种物相的形成机理。结果表明,镀锌层通过改善熔融镁合金在钢界面上的扩散能力并与Mg发生反应,促进镁合金与钢的冶金结合,从而提高接头的强度。观察发现在接头界面处形成了连续致密的层状共晶组织(α-Mg+MgZn),焊缝边缘处和热影响区(HAZ)形成了MgZn₂和MgZn相,而无镀层钢与镁合金之间没有发生冶金反应。当功率为2.5 kW时,接头的拉伸剪切强度能够达到最大值,约为42.9 N/mm。然而,在2.6 kW时由于共晶反应层中产生了微裂纹而导致接头强度略有降低。     

采用Cu/Ti过渡层沉积金刚石薄膜刀具的界面结构

研究了硬质合金基底上Cu/Ti作过渡层化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜的界面特性.利用激光Raman谱分析了过渡层不同生长阶段金刚石薄膜的质量的影响.采用SEM、EDS对金刚石薄膜硬质合金刀具横截面的结构进行了研究.结果表明:基体中的Co被Cu/Ti作过渡层有效的抑制住;Cu向基体内的扩散改善了基体的性能,提高了界面层金刚石薄膜的质量;Ti的引入促进了金刚石的形核,减少了界面处晶粒间的空隙,提高了金刚石薄膜与基体表面的实际接触面积.     

异种材料连接中表面预处理及对接头强度影响的研究进展

综述了异种材料连接中表面预处理及表面状态对接头强度影响的研究,认为:1)在异种材料连接时,在母材表面沉积一层与母材或钎料之间具有良好固溶度的活性金属,能增强异种材料之间的界面反应,提高接头强度;2)通过改善母材表面的物理、化学或力学性能,可提高母材表层元素的活性,增加扩散能力,减少接头中的脆性相,从而提高接头强度.     

S355钢/6005A铝合金瞬间液相扩散连接接头组织与性能

采用纯Cu箔作中间层,将S355钢与6005A铝合金异种金属进行了瞬间液相(TLP)扩散连接。运用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及万能试验机对接头进行了系统地分析。结果表明:连接条件为580°C和15min时,接头界面出现分层结构;随着保温时间的延长和加热温度的升高,接头界面扩散区宽度逐渐变大,分层现象不明显,但在近钢侧的Fe-Al金属间化合物层会有裂纹出现。近钢侧Fe-Al金属间化合物层的显微硬度可达439HV。当连接条件为580°C和30min时,接头拉剪强度最高,为77 MPa。添加中间层Cu箔,连接初期产生共晶液相润湿钢和铝的表面,连接后期阻碍Fe元素和Al元素之间的互扩散,从而保证了接头的质量。     

CVD条件对金刚石薄膜／钼基体界面层的影响

用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在Mo基片上沉积金刚石薄膜时,界面层钼的碳化程度与初始沉积条件有关,利用XRD,SEM,EDS,对界面层进行的研究表明：在化学气相沉积的开始阶段,较低的甲烷浓度有利于碳向基体内的扩散从而让表面的Mo充分碳化,形成富含Mo2C的界面层,甲烷浓度过高时有利于金刚石的形核而不利于碳向基体内的扩散,在金刚石薄膜的生长过程中,碳向基体内的扩散很少,界面层的组成结构保持不变。     

镀镍层对铜铝金属间化合物的影响

采用CMT焊对已镀镍T2和Al1060进行焊接,对接头的形貌及物相进行观察和分析,研究镀镍层厚度对铜铝焊接接头组织及性能的影响规律。结果表明:镀层厚度随着镀镍时间的增加呈现先增加后减小的变化趋势;镀镍层的存在使焊接接头处有含镍相的存在,表明镍层有效地阻断了铜铝之间的相互扩散;随着镀镍层厚度的增加,焊接接头处铜铝金属间化合物厚度减小;焊接接头最大抗拉强度为70.77MPa。     

Microstructure and mechanical propertiesof spray-deposited Al-Si-Fe-Cu-Mg alloy containing Mn

Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg alloy was synthesized by the spray atomization and deposition technique. The microstructure and mechanical properties of the spray deposited hypereutectic Al-Si alloy were studied using optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, TEM (Transmission Electron Microscope) and HREM (High-resolution Electron Microscope), DSC (Differential Scanning Calorimetry), microhardness measurement, and tensile tests. The effects of Mn on the microstructural evolution of the high-silicon aluminum alloy after extrusion and heat treatment have been examined. The results show that two kinds of phases, i. e. S (Al2CuMg) and σ(Al5Cu6,Mg2), precipitated from matrix and improved the tensile strength of the alloy efficiently at both the ambient and elevated temperatures (300℃). The tensile test results indicate that the spray-deposited Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg alloy has better strength than the powder metallurgy processed Al-20Si-3Cu-1Mg alloy at elevated temperature.     

TC4/ZQSn10-10扩散连接接头残余应力的数值模拟

对TC4/ZQSn10-10异种材料扩散连接接头处的残余应力分布进行了有限元模拟,并结合组织和应力分布讨论了接头的断裂原因。结果表明,TC4/ZQSn10-10接头的最大残余应力出现在金属间化合物Cu3Ti2上,导致裂纹在Cu3Ti2上萌生;最大剪应力也出现在Cu3Ti2上,最大剪应力的存在使裂纹得到扩展,最终导致接头断裂。通过填加中间层Cu可以缓解接头处的应力分布,使接头强度达到192 MPa,相当于铜合金母材强度的80%以上。     

连接温度对氮化硅陶瓷/镍基高温合金部分液相扩散连接接头性能的影响

采用部分液相扩散连接方法 ,利用Nb/Cu/Ni复合层作中间层 ,在连接压力、连接时间、冷却速度一定 ,连接温度变化的条件下对氮化硅陶瓷 /镍基高温合金进行了部分液相扩散连接试验 .通过剪切试验评价连接温度对接头强度的影响和采用SEM研究连接温度对接头微观组织的影响 ,分析了连接温度对氮化硅陶瓷 /镍基高温合金连接接头性能影响的规律     

XRD and TEM analysis of the microstructure in the brazing joint of 3003 cladding aluminum alloy

The material used in this experiment was 3003 cladding aluminum alloy, the cladding metal was 4004 aluminum alloy. The aluminum plate was brazed by means of vacuum brazing. The microstructure in the brazing joint was studied by means of X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The test result indicates that the suitable brazing technique parameters are brazing temperature, 628°C; keeping time, 10 min; vacuum degree, 6.5×10-4 Pa. XRD test indicates that there are new intermetallic compounds different from the base metal. TEM analysis indicates that Cu2Mg and Cu3Mn2Mg are formed in the brazing joint. The shape of Cu2Mg is irregular and the shape of Cu3Mn2Mg is circle, and there are tiny particles in it.     

一种高硬度铸造镁合金

设计了一种成分（质量分数/%）为Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si的合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和维氏硬度计研究了自然冷却、快速冷却及时效处理对合金显微组织和硬度的影响.Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si合金慢冷组织主要由α-Mg、Mg2Cu6Al5、CaMgSi、Mg2Zn3等相构成,没有出现Mg17Al12相.合金经快冷后,抑制了第二相从基体中的析出;时效10 h后,CaMgSi相以细小的块状相均匀析出.合金具有较高的硬度值,在时效时间10 h时最大HV值达到111.     

工业原料制备Zr-Cu基非晶合金及其压缩断裂行为研究

采用工业原料制备了Φ4 mm的Zr55Cu30Ni5Al10非晶合金棒材,利用XRD,DSC,SEM分析了该合金体系玻璃形成能力及压缩断裂行为.结果表明:Zr55Cu30Ni5Al10非晶合金棒材在10,15,20 K/s的升温速度下,过冷液相区△Tx分别为71.2,72.4,68.1 K,具有较大的玻璃形成能力.该非晶合金棒材抗压强度达到1 702 MPa,断口微观形貌为典型的脉络状花纹,在断口与试样连接处发现大量的剪切带存在,同时还产生了局部熔化现象.     

镁合金AM60的钨极氩弧焊

探讨了钨极氩孤焊焊接工艺对镁合金AM60接头性能的影响,分析讨论焊缝成形特点、接头组织特征及力学性能．X射线无损探伤分析表明,AM60镁合金TIG焊的焊缝在焊接电流为130A～160A时成形良好,无焊接缺陷;光学金相、SEM分析表明,AM60镁合金TIG焊接头各区域组织都由白色α-Mg相、黑色β相（Mg17Al12）和灰色（β＋Mg17Al12）共晶体组成,AM60断口形貌有明显的韧窝,属于韧断;AM60镁合金TIG焊接头力学性能在150A～160A时综合性能最好,采用不同材料作为填充金属时,与母材成分接近的接头力学性能较好．     

LY12装甲铝合金焊接残余应力研究

采用钻孔-电测法对LY12铝合金垂直于焊缝方向的焊接残余应力及其分布规律、产生的原因进行了分析,探讨了残余应力的消除措施.研究表明：板厚为6mm的LY12铝合金的焊接残余应力呈双向应力状态;垂直于焊缝方向的残余应力,在焊缝上的应力较大,沿远离焊缝方向逐渐减小,纵向残余应力σx比横向残余应力σy大得多.热处理后的结头强度为236.5 MPa,比未处理的强度提高58.7%.     

Si3N4/（Cu，Nb）/Ni/Inconel600高温合金部分液相扩散连接接头的组织与力学性能

为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷/金属接头，通过设计非对称中间层（Cu，Nb）/Ni，在连接温度为1403K/1373K，连接时间为50min，连接压力为7.5MPa，冷却速度为10K/min的工艺条件下，采用真空扩散连接设备，进行了Si₃N₄/Inconel600高温合金接头的部分液相扩散连接（Partial Liquid Phase Diffusion Bonding，PLPDB）.接头的强度通过剪切试验评价，接头组织形态采用扫描电子显微镜（SEM）进行了观察和分析.实验结果表明，Cu，Nb配比、（Cu，Nb）层的厚度和连接温度影响接头的组织形态、强度与断裂.在连接温度为1403K时，Cu，Nb配比增加，接头中的孔洞缺陷减小，接头强度提高，断裂位置从陶瓷/中间层界面向陶瓷转变.当连接温度为1403K，Cu，Nb配比为10，(Cu,Nb)层厚度不超过0.2mm时，随着(Cu,Nb)层厚度的增加，接头强度提高.当连接温度从1403K降到1373K时，接头强度明显提高.     

Cu含量对汽车车身板用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织的影响

采用金相、SEM/EDS、XRD等研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn（in wt.%）铝合金结晶相及合金板材晶粒的影响规律.结果表明：Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1~0.7）Cu-0.6Mn合金中主要存在部分可溶的浅灰色不规则条块状Al8（FeMn）2Si和黑色条块状或骨骼状结晶相Mg2Si,及完全可溶的球状或椭球状主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3多相共晶产物;随着Cu含量增加,铸态合金中主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3的共晶产物数量逐渐增多,而Mg2Si和Al8（FeMn）2Si结晶相变化不明显;同时,固溶后合金板材的再结晶晶粒变得越来越细,尽管Cu含量对合金冷轧板的晶粒尺寸影响不明显.