镁合金与钢接触反应钎焊工艺研究

采用厚度为30μm的纯Cu箔作为中间层接触反应钎焊AZ31B镁合金和Q235钢,研究加热温度和保温时间对AZ31B镁合金/Q235钢钎焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,在有效的工艺参数条件下,接头界面反应区产物主要为Mg固溶体、Mg_2Cu、Al Mg;加热温度为570℃,保温时间为30 min时,钎焊接头抗拉强度达到最大值122.6 MPa,加热温度和保温时间过高或过低,均导致抗拉强度下降,加热温度570℃,保温时间为30 min时钎焊接头断裂方式为典型的韧性断裂。     

Sn-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

以Sn-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了炉中钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的微观结构与连接强度。采用XRD、SEM、EDS等仪器分析了钎焊接头的界面组织和钎缝物相,测试了钎焊接头的剪切强度与钎缝组织的显微硬度。结果表明,Sn-Zn钎料在钎焊过程中与母材AZ31B发生溶解与扩散作用,在钎缝中生成金属间化合物Mg2Sn和(β-Sn+Mg2Sn)共晶组织。钎焊接头中母材的显微硬度最低,Mg2Sn的显微硬度最高,钎焊搭接接头平均抗剪切强度达到48 MPa。钎焊搭接接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要发生在共晶组织和Mg2Sn相处。     

镁合金与钛合金的瞬间液相扩散焊

为实现镁合金AZ31B与钛合金Ti6A14V的可靠连接，研究了两者以Al为中间层的瞬间液相扩散焊接头的微观结构与连接强度。研究结果表明：当焊接时间为180min时，焊接温度是影响界面反应热力学与动力学的主要参数，其对接头的微观组织、接头界面新生相构成与连接强度有重要影响。保温温度低于450℃时，AZ3IB／AI界面无液相产生，无法实现AZ31B与Ti6A14V的可靠连接；保温温度在450℃～480℃变化时，温度对AZ31B／Al／Ti6A14V界面反应的动力学因素有明显影响，且直接决定了焊后接头新生相的构成与分布。470℃保温180min的接头剪切强度较高（72．4MPa），达到AZ31B母材（86MPa）的84．2％。     

AZ31镁合金/镀锌钢异种金属TIG熔钎焊接头组织与力学性能研究

以AZ31B镁合金焊丝为填充材料,采用TIG熔钎焊工艺对AZ31B镁合金板与镀锌钢板进行连接。采用光学显微镜、SEM、XRD、万能拉伸试验机等检测方法研究了焊接电流对AZ31B镁合金/镀锌钢熔钎焊接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:采用TIG熔钎焊工艺可以实现AZ31B镁合金与镀锌钢的可靠连接,接头具有典型的鱼尾纹特征。当焊接电流较小时,镁/钢界面有大量孔洞生成,接头结合强度较低;当焊接电流大于75A时,镁/钢界面有Mg_(32)(Al,Zn)_(49)、Al_2Mg和Al Fe_3等金属间化合物生成,镁/钢接头具有最大的抗拉强度210 MPa;随着焊接电流继续增大,镁/钢界面的脆性反应层逐渐增厚,接头力学性能有所降低。     

铜夹层Ti-6Al-4V/AZ31B异种金属的扩散连接

采用纯铜(Cu)箔作为中间过渡层在真空下对钛合金Ti-6Al-4V与镁合金AZ31B异种金属进行扩散连接。用冷场发射扫描电镜、能谱仪等对连接接头进行微观分析,利用拉伸试验获得接头强度。结果表明:530℃的扩散焊接头结合良好,界面区呈层状结构,相结构依次为γ-Cu固溶体、Cu3Ti、Cu2Al、Mg-Cu-Al三元金属间化合物、Mg17(Cu,Al)12及(α-Mg+Mg2Cu)共晶组织。520℃时,AZ31B/Cu界面无液相产生,无法实现AZ31B与Ti-6Al-4V的可靠连接;530℃时,共晶组织与金属间化合物共存于接头界面区,形成冶金连接;焊接温度为550℃时,共晶组织消失,接头界面区Mg-Cu-Al三元金属间化合物呈连续网状分布。焊接接头的剪切强度随保温时间的增加呈先上升再下降的趋势,30 min的接头剪切强度达到最大值,约为61 MPa。     

银基中间层连接AZ31镁合金的界面行为研究

为了改善AZ31镁合金钎焊接头的组织状态和润湿性能,用银基合金AgCuZn做中间层,在不使用钎剂的条件下,采用接触反应钎焊的方法对AZ31镁合金进行连接。结果表明：在500℃保温时间为15min的条件下,中间层完全溶解,搭接处形成了一个完整的无缺陷的钎焊接头。金相分析结果显示：钎缝表现为多元共晶组织形态,粒状和短棒状的第二相均匀的分布在连续的基体上,钎缝中心区有少量浮云状初晶。XRD及EDS分析表明：钎缝中的第二相是富含Ag、Cu、Zn的α-Mg固溶体,基体相主要是化合物AgMg3和少量CuMgZn。搭接接头的平均抗剪切强度是108.9MPa,拉伸剪切断口能清晰看到冰糖状颗粒和解理台阶,表现出沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂特征。中间层的加入影响了接头的组织形态和力学性能。     

Zn-Mg钎料钎焊镁合金AZ31B的显微组织与力学性能

为了连接变形镁合金AZ31B母材,以Zn-Mg钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了Zn-Mg钎料的显微组织、钎焊接头的显微组织及力学性能.采用X射线衍射仪、扫描电镜、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界面组织的显微硬度.结果表明,Zn-Mg钎料与母材AZ31B发...     

喷丸对镁/钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

采用TIG电弧为热源,AZ31B镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金和镀锌双相钢进行熔钎焊连接。焊后采用高能喷丸工艺对镁/钢焊接接头进行强化处理,结合BSE、XRD、光学显微镜以及万能拉伸试验机等检测方法对AZ31B镁合金和镀锌双相钢的TIG熔钎焊接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:当喷丸强度为0.10 MPa时,镁/钢接头具有最大抗拉强度242 MPa,接头熔焊区的平均晶粒尺寸减小至34μm,且接头最大残余压应力达到81MPa;接头断裂位置位于镁合金母材,断面呈现良好的塑性断裂特征。     

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.     

镁合金与铝合金接触反应钎焊的研究

通过控制平均加热速度研究AZ31镁合金和6061铝合金异种金属直接接触反应钎焊。结果表明,最佳连接温度为450℃,保温5 s,平均加热速度为100℃/min。焊接接头的剪切强度为35.4 MPa。断裂发生在接头的界面处,断裂是脆性断裂。最佳工艺条件下减少了接头中Mg_(17)Al_(12)相的数量和尺寸,提高了接头的综合性能。     

Cu75Pt钎料钎焊Ti60与TC4接头界面组织及性能

采用Cu75Pt钎料实现了Ti60钛合金与TC4钛合金的真空钎焊,采用SEM,EDS,XRD分析了钎焊接头显微结构.结果表明,接头典型组织结构为Ti60/Ti2Cu+α-Ti/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti3Pt/Ti2Cu/Ti2Cu+α-Ti/TC4.对不同钎焊温度下获得的接头界面组织结构进行了分析,结果表明,随着钎...     

Mg2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg₂Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg₂Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg₂Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg₂Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg₂Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

Microstructure and mechanical properties of AlSiCu_(10-10) filler meter brazing 6063 aluminum alloy

AlSiCu_(10-10) flame brazing 6063 aluminum alloy was rearched,and microstructure and mechanical properties of brazed joints were tested in the experiments. The interfacial microstructures and brazing phases of brazed joints were analyzed by scanning electron microscopy( SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy( EDS). The strength of brazed joints was aquired by tensile test. The results show that the AlCu_2 and Mg_2 Si phases were formed in the brazing seam,the former is the brittle phase,the Mg_2 Si phases is considered to be the strengthening phase of the aluminum alloy,which can reduce the brittleness caused by AlCu_2. The average tensile strength of brazed butt joint was 115 MPa,and the average shear strength of brazed joint was 26 MPa. Finally,the fracture form and fracture morphology of the brazed joint were analyzed.     

AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究

对AZ31镁合金及其焊接接头进行拉伸、冲击和疲劳试验,分析了镁合金的断裂机理及疲劳裂纹扩展方向.母材拉伸试验结果表明,试样几乎没有缩颈,抗拉强度为236.29 MPa;焊接接头的抗拉强度为185.68 MPa,拉伸断裂从焊接接头焊趾部位启裂,抗拉强度为母材的78%.冲击试验在-80～340 ℃进行,结果表明,在较低温度下AZ31镁合金冲击韧性较小,断口为准解理形貌的脆性断裂;随着温度的增加,断裂形式由准解理+韧窝形貌的混合断裂过渡为韧性断裂;在常温下焊缝中心的冲击韧性比母材的高,但热影响区的冲击韧性较差.AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接接头的疲劳强度为39.00 MPa;母材疲劳断口由解理台阶组成,为脆性断裂;焊接接头疲劳断口由解理和准解理台阶组成,为脆性断裂.     

镁/镀锌钢板CMT熔钎焊连接机制分析

采用CMT焊对AZ31B镁合金和HDG60镀锌钢异种材料进行熔钎焊.在试验中,采取了搭接焊的方式,通过调整焊接参数得到最佳焊接成形.使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、电子探针、X射线衍射(XRD)及拉伸试验对焊接接头微观连接机制及性能进行研究.结果表明,镁和镀锌钢能够形成良好的搭接接头.焊接接头可以分成焊缝区、结合界面、熔合区.结合面主要有Al,Zn,Mg三种元素,主要相有Al₁₂,Mg₁₇,Mg₂Zn₁₁,Al₇Zn₃及少量的MgFeAlO₄复合氧化物.Zn和Al元素对镁钢连接起着关键作用,Zn在焊接接头形成过程中仍有一定的流动作用.在拉伸试验中,焊接接头试样几乎都断裂在熔合区,抗剪强度可达218 MPa.     

Al-Mg-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织和性能

以Al-Mg-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,分析了变形镁合金AZ31B钎焊接头的显微组织、钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)等仪器分析了钎焊接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的强度及形成相的显微硬度.结果表明,在钎焊接头的钎缝中钎料与母材Az31B发生反应生成离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12),母材AZ31B的显微硬度最低,钎缝中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)相显微硬度最高.对接和搭接接头断口的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)硬脆相处.

Abstract：

High-frequency induction brazing of wrought magnesium alloy AZ31B with Al-Mg-Zn fdler metal was investigated. Microscopic structure, the phases and the mechanical properties of brazed joint were studied. The microstructure and formation phases at the interface in the brazed joint were investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction instrument(XRD) and energy dispersive spectrometer (EDS). The strength of the brazed joint and the microhardness of the formation phases were also tested. The results show that, Al-Mg-Zn filler metal reacting with the base metal AZ31B, and a-Mg+β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure is formed in the brazed joint. Microhardness of the base metal AZ31B is the smallest and β-Mg_(17) (Al, Zn)_(12) phase of the brazed joint is the hardest. Both the butt joint and the overlap joint exhibit intergranular fracture mode, the fracture comes from hard brittle phase β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) of α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure.     

Ti-Cu复合中间层在钨/CLAM钢扩散连接中的性能

采用Ti-Cu复合中间层扩散连接钨与CLAM钢,在30 MPa、1h和800～950 ℃的条件下,成功获得了W/Ti-Cu/CLAM钢接头.接头界面连接良好,中间层区域发现有Ti2Cu或TiCu4等金属间化合物产生.TiC脆硬层使得中间层/钢界面处的硬度远高于钢母材,同时造成了接头处钢母材的失C并软化现象.随焊接温度的...     

Rapid Ultrasonic-Assisted Soldering of AZ31B Mg Alloy/6061 Al Alloy with Low-Melting-Point Sn–xZn Solders Without Flux in Air

A novel ultrasonic-assisted low-temperature soldering was developed to join AZ31B Mg alloy and 6061 Al alloy with a series of Sn–x Zn solders. The average maximum shear strength of the joints reaches up to 87.5 MPa at soldering temperature of 300 °C under ultrasonic assistance for only 5 s using Sn–20 Zn solder. The fracture path propagates completely in the soldering seam. The results indicate that the microjet generated by ultrasonic pressure in liquid solder could strike and splinter the Mg_2Sn intermetallic compounds into small pieces, which contributes to the enhancement of the joint strength. In addition, the primary Al(Zn) solid solution phase formed during cooling stage could also strengthen the joint due to the prevention of microcracks propagation.     

AZ31B镁合金点焊接头的断口特征和耐蚀性分析

利用DN-100型固定式点焊机对AZ31B镁合金进行焊接,采用X射线衍射仪对点焊接头进行物相分析;用光学显微镜对点焊接头进行金相分析;用SEM研究点焊接头断口的微观形貌;并对焊接接头耐蚀性进行实验研究.结果表明,AZ31B镁合金母材为韧性断裂,点焊接头为脆性断裂,点焊接头的断裂倾向比母材大,耐蚀性不及母材.