铝/钢异种金属电弧熔钎焊研究现状

铝合金和钢在高温下易反应生成多种金属间化合物,使铝/钢的焊接一直是焊接领域的一大难题。控制接头界面处金属间化合物的生成及其尺度,是成功进行铝/钢焊接的关键。电弧熔钎焊是解决铝/钢异种金属焊接全面走向工程应用的最具希望的几种焊接方法之一。文中综述了近年来铝/钢电弧熔钎焊研究的发展现状,分析了铝/钢电弧熔钎焊焊接性,重点探讨了控制金属间化合物生长的方法,包括减小焊接热输入、降低热源能量密度、添加具有抑制金属间化合物生长的合金元素、采用中间层等;总结了改善液态金属润湿性和铺展性的方法,包括采用镀层/覆层、采用钎剂、采用辅助磁场、进行预热或辅助加热等。最后提出了若干铝/钢电弧熔钎焊需要进一步解决的问题。     

钢铝异种金属新型电弧连接法研究现状

介绍了3种连接钢铝异种接头的新型电弧熔焊一钎焊法，这些方法在钢一侧为钎焊，在铝一侧为熔焊，热输入低，熔池温度梯度高，冷却速度快，大大降低了钢铝接头中金属间化合物层的厚度，可以获得良好的接头性能。     

钛/铝异种合金电弧熔钎焊接头界面特征及力学性能

采用AlSi5焊丝和交流TIG电弧实现了TC4钛合金和6056铝合金的熔钎焊连接,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和拉伸试验等方法评价了接头界面微观组织特征和力学性能.结果表明,当焊接电流为30,40和60 A时,界面反应层分别呈棒状、块状和锥状分布,过大的热输入使界面产生了粗大柱状金属间化合物层,冷却时在焊接内应力作用下产生了冷裂纹.金属间化合物主要为TiAl3相,Si元素偏聚其内形成过饱和固溶体.接头强度-焊接电流曲线出现了两次峰值强度.焊接电流为30 A时,熔钎焊接头平均抗拉强度为103 MPa.焊接电流为60 A时,电弧形态扩张使能量密度降低,接头强度出现第二次峰值.     

镀锌钢/铝合金激光熔钎焊接头组织及力学性能

为实现铝/钢异种材料的有效连接,采用激光熔钎焊对厚度均为2 mm的镀锌钢/5052铝合金进行搭接试验(铝上钢下).随着激光功率的增大(2400～2800 W),焊缝抗剪强度先增大后减小;激光功率为2400 W、2500 W时,有未焊透、未熔合等缺陷;激光功率为2600 W时抗剪强度达到最大值164.4 MPa,焊缝无表...     

钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能

采用电弧加热镀锌钢板,通过热传导使铝合金熔化,形成两个互不接触的熔池,实现钢/铝异种金属搭接熔钎焊;利用扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)对连接界面的微观组织进行观察与分析.结果表明:在连接界面形成两种金属间化合物,一种为接近铝合金母材呈针状或絮状的FeAl3,另一种为接近钢呈舌状或条状的Fe2Al5;反应层FeAl3的厚度在连接界面上的分布大致均匀;而反应层Fe2Al5的厚度从焊缝中心向两侧逐渐变薄;随着焊接线能量的升高,接头的承载能力呈先增大而后减小的趋势,最高承载能力可达177.2 N/mm,为铝合金母材强度的84％.     

铝-钢异种金属脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊界面反应的热力学分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,在连接界面区形成Fe₂Al₅,FeAl₃金属间化合物层.通过Thermo-Calc软件对Fe₂Al₅,FeAl₃金属间化合物的吉布斯自由能进行计算,得出在高温Fe₂Al₅的吉布斯自由能比FeAl₃的吉布斯自由能小,在低温FeAl₃的吉布斯自由能比Fe₂Al₅的吉布斯自由能小,说明在焊接过程中Fe₂Al₅金属间化合物先生成,再在冷却过程中FeAl₃金属间化合物生成或析出.     

铝/钛异种金属冷金属过渡熔钎焊接头分析

以ER4043的铝焊丝对6061铝合金和TA2纯钛进行CMT熔钎焊,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析了焊接接头的微观组织特征,并通过拉伸试验对接头进行了力学性能的评定. 结果表明,焊接接头具有熔焊和钎焊双重性质:铝母材局部熔化,与熔化的焊丝金属混合后凝固形成焊缝;而没有熔化的钛母材通过Ti原子的扩散与焊缝金属形成金属间化合物结合层的钎焊界面. 钎焊界面处反应层可分为靠近钛板一侧的连续层Ti₃Al和向焊缝内部生长的锯齿状的反应层TiAl₃. 当钛板坡口角度为30°时,钎焊界面化合物生长均匀良好,接头会断裂在铝母材的热影响区,最高抗拉强度达到197.5 MPa.     

啃削量对铝/钢啃削辅助电弧熔钎焊接头组织与性能的影响

基于无钎剂条件下,采用啃削辅助电弧熔钎焊方法研究啃削量对5052铝合金与SUS304不锈钢电弧熔钎焊接头组织与性能的影响.采用扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验机对接头组织与力学性能进行研究.结果表明,采用啃削头辅助实现了铝/钢接头界面冶金结合;界面金属间化合物层厚度与焊缝中物相颗粒数量与尺寸随着啃削量增加而增大;接头强度随着啃削量增加呈现先增加后减小的趋势;界面形貌随啃削量增加,逐渐由平直状界面向周期性波浪状界面演变,再演变叠层状界面.当啃削量为0.2 mm时,得到了“宏观+微观”尺度的双自锁界面结构,提高了接头力学性能,接头的平均抗拉强度最高达152 MPa.     

铝与钢异种金属电弧熔-钎焊研究与发展现状

铝与钢的连接已成为焊接领域中的热点和难点问题,电弧熔-钎焊在铝与钢异种金属连接中受到了越来越广泛的重视和研究.文中详细分析了铝与钢异种金属的焊接性,金属间化合物层的存在是影响接头性能的关键因素,重点阐述了电弧熔-钎焊的工艺特点和钢表面镀层工艺的研究,电弧熔-钎焊过程兼备熔焊和钎焊的双重特点,铝侧为熔焊结合,钢侧为钎焊结合,指出了镀层工艺存在的问题,综述了铝与钢电弧熔-钎焊国内外最新研究进展,并对铝与钢电弧熔-钎焊的研究方向进行了预测.     

铝/钛异种合金激光熔钎焊接头特性

以C02激光为热源，以A1Si12焊丝为填充材料，对Ti-6Al-4V钛合金和5056铝合金异种材料激光熔钎焊进行研究，采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜分析接头的微观结构特征，通过拉伸实验评定接头的力学性能。研究结果表明：所得接头具有熔焊和钎焊双重性质，即铝母材局部熔化，为熔化焊，而钛母材与焊缝金属之间存在金属间化合物层钎焊界面；钎焊界面上部的金属间化合物层组成复杂，可分为2层，即呈针状或芽状的Ti-Al-Si系金属间化合物层和以Ti-Al系金属间化合物为主的连续层；钎焊界面下部的金属间化合物层较薄；拉伸试样断裂倾向于发生在紧邻钎焊界面的焊缝上，平均抗拉强度为298．5MPa。     

马氏体不锈钢与铝青铜封严环真空钎焊工艺

某航空发动机封严环结构由1Cr17Ni2材质的安装边和QAl7材质的环通过真空钎焊连接在一起,按原工艺加工合格的零件装配发动机试车后,大部分零件在试车过程中出现铜环脱焊现象,严重制约了研制进度.采用模拟件改进封严环的真空钎焊工艺,选用HBAg72CuNiLi共晶钎料,在室温下将预留钎焊间隙调整为0.18～0.20 mm...     

TB2钛合金/不锈钢钎焊钎料及真空钎焊工艺的试验研究

分别研究了四种银基钎料，参照有关国家标准，评价了其钎焊TB2／不锈钢的钎焊工艺性能．优选出一种钎料并确定了最佳的钎焊工艺参数，同时研究了其钎焊工艺与TB2合金热处理的匹配性。     

注铝不锈钢表面Al-Si钎料浸润性分析

通过分析电压施加下铝离子注入不锈钢表面后的化学状态,研究Al-Si钎料的浸润性能。结果表明,注入铝离子后可使Al-Si钎料界面的张力减小,浸润性能提高。增加铝离子注入量或升高温度都能够改善钎料的浸润性能。     

镀锌钢接地网及其钎接技术研究

介绍了接地材料的用材种类、连接方法、市场用量,分析了镀锌钢接地材料存在的价值和意义。阐述了镀锌钢接地材料钎接的可行性与技术经济性,并研制了用于镀锌钢接地材料连接用Cu-Zn基钎料。对该钎料钎焊接头进行了力学性能、物化性能测试,镀锌钢接头焊缝金属的电阻率为0.0702Ω.mm2/m,其第一锈点时间为30 h,接头的拉伸破断力值为38 kN。上述指标均优于镀锌钢电弧焊接头。此外,其过渡层均匀平顺,无明显缺陷组织,验证了Cu-Zn基钎料广泛应用于镀锌钢连接的可行性。     

铝合金／钢异种金属熔-钎焊研究现状

铝及铝合金与钢的异种金属连接问题一直是研究领域的重点和难点,异种金属熔-钎焊技术在铝合金与钢的连接过程中受到越来越广泛的重视。本文综述了铝合金与钢的TIG熔-钎焊、MIG熔-钎焊、CMT熔-钎焊、激光熔-钎焊以及激光＋MIG复合熔-钎焊的研究现状,并对比了各种焊接方法的优缺点。最后指出,在选择合适的填充材料的基础上,通过数值模拟方法优化工艺参数对促进异种金属连接的发展具有重要的指导意义。     

Active Metal Brazing of Machinable Aluminum Nitride-Based Ceramic to Stainless Steel

Shapal™-M machinable AlN-based ceramic and AISI 304 stainless steel were joined by active metal brazing, at 750, 800, and 850 °C, with a dwell stage of 10 min at the processing temperature, using a 59Ag-27.25Cu-12.5In-1.25Ti (wt.%) filler foil. The influences of temperature on the microstructural features of brazed interfaces and on the shear strength of joints were assessed. The interfacial microstructures were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), and the composition of the phases detected at the interfaces was evaluated by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The fracture surfaces of joints were analyzed by SEM, EDS, and GIXRD (Grazing Incidence X-Ray Diffraction). Reaction between the liquid braze and both base materials led to the formation of a Ti-rich layer, adjacent to each base material. Between the Ti-rich layers, the interfaces consist of a (Ag) solid-solution matrix, where coarse (Cu) particles and either Cu-In or Cu-In-Ti and Cu-Ti intermetallics phases are dispersed. The stronger joints, with shear strength of 220 ± 32 MPa, were produced after brazing at 800 °C. Fracture of joints occurred preferentially not only through the ceramic sample but also across the adjoining TiN layer, independent of the brazing temperature.     

铜合金与不锈钢的真空钎焊研究

对铜合金与不锈钢组合的喷注器结构的真空钎焊工艺进行了实验研究,确定了铜合金与不锈钢(QCr0.8和1Cr18Ni9Ti)钎焊时的温度、保温时间等最佳钎焊工艺参数。观察分析了钎焊接头的微观组织,并对接头的致密性进行了检测。研究表明,通过应用本实验研究获得的最佳工艺参数能够得到内外部质量、密封性能优良的接头。     

Study of Corrosion Behavior of Arc Sprayed Aluminum Coating on Mild Steel

In the current study, aluminum coating was deposited on mild steel by arc spraying. A well-adhered coating with low level of porosity was successfully obtained. To evaluate the corrosion behavior of the coating, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization tests in 3.5% NaCl solution were carried out. The as-coated samples were also subjected to a 1500-h salt spray assay. Polarization tests indicated that the corrosion current density of the aluminum coating is more than that of bulk aluminum. This could be due to the penetration of the electrolyte through open pores, resulted in the acceleration of aluminum corrosion. EIS measurements showed that the corrosion performance of the coating is improved during a long time immersion and exposure to saline mist. This could be due to plugging of pores by corrosion products which hinder further penetration of the electrolyte through the coating. The results obtained indicated that twin wire arc sprayed aluminum coatings can reliably protect steel structures against corrosion in chloride-containing aqueous solutions.     

钎剂对铝合金与不锈钢大气钎焊性影响的二重性

异种材料间钎焊,不仅需选钎料,而且对与钎料、母材相匹配的钎剂的选用同样也很重要.特别是对熔点差异大、且氧化膜厚的两待焊母材,迅速及时同步去除两母材表面的氧化膜是接头达成的必要条件.本研究采用电阻炉和Ⅺm、EDX、SEM等手段进行了不同钎剂供给量及钎剂与不锈钢表面反应时间的调查实验和测试分析,其结果为:使用钎剂去除不锈钢的氧化膜使润湿能够产生,其一定程度的反应时间是必要的.覆盖母材钎焊面及钎料的适量的钎剂供给量以上,钎剂的量对钎焊性基本没有影响.钎料润湿不锈钢后再次与铝合金施焊前,彻底干净去除钎剂残渣是十分必要的,否则日后接头会再次开裂.所以钎剂对钎焊性有利弊二重影响,正确使用钎剂的重要性不可忽视.     

电弧炉炼钢工艺过程的控制

由于我国废钢供应尚不充足,特别是,为了使用生铁和回炉铁,普遍使用碱性电弧炉炼钢。本文针对碱性电弧炉炼钢,分析备料、补炉、配料与装料、熔化、氧化、还原和出钢等7个工艺过程及其控制。@@ 1备料@@ 废钢是电弧炉炼钢的主要材料,废钢质量的好坏直接影响钢的质量、成本和电炉生产效率,因此,对废钢有如下几点要求。