元素Bi及稀土La、Nd对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响

研究了Bi及稀土添加对Zn-10Al-5Cu(mass%)基体合金的润湿性能、显微组织、力学性能的影响。结果表明:钎料合金铺展面积随Bi添加量的增加而增大;铜铝接头抗剪强度随Bi添加量的增加而先增加后降低,得到的Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)是性能较为优良的钎料。在Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)钎料中添加稀土La、Nd,钎料的润湿性得到改善,当稀土元素添加量为0.15%时,钎料的润湿性能最佳。随着稀土元素的添加,钎料中大块的黑色共析组织逐渐变小,基体组织得到细化;当稀土元素含量为0.1%时,基体组织最为均匀、细密,晶粒也达到最大程度的细化,铜铝钎焊接头的抗剪强度达到最大。因此稀土La、Nd元素在Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)中的最佳添加量为0.1%左右。     

填充Al-Cu-Si-Ni-Mg的70% SiC_p/Al复合材料钎焊接头的组织及性能

为了研究高体积分数Si Cp/Al复合材料用钎料,采用Al-15Cu-8.5Si-4Ni-1.5Mg和Al-20Cu-12.5Si-2Ni-1.5Mg两种粉末钎料对体积分数为70%的Si C颗粒增强铝基复合材料进行真空钎焊。采用SEM、EDS和XRD对接头微观组织、剪切断口形貌和成分进行了检测分析。结果表明,Al-15Cu-8.5Si-4Ni-1.5Mg钎料的润湿性较好,高温流动性较好,原钎料粉末中的气体在保温过程中逸出,形成冶金结合良好、孔隙较少的焊缝。对钎焊接头进行了剪切试验,最高剪切强度为49.7 MPa,断裂方式为脆性断裂。     

Cu/Al异种金属钎焊接头的组织与性能研究

使用三种Zn-Al系钎料对Cu/Al异种金属进行感应钎焊试验,研究了Cu/Al异种金属焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,相对于Zn-2Al和Zn-2Al-1Ag钎缝,Zn-13Al-5Ag钎缝组织有更多的弥散分布的Al2Cu相;Zn-13Al-5Ag钎焊接头的显微硬度和腐蚀前后的剪切强度最大,Zn-2Al和Zn-2Al-1Ag钎缝的显微硬度相当;Cu母材耐腐蚀性能最好,Al母材耐腐蚀性能最差,而这三种钎缝的耐腐蚀性能从高至低依次为Zn-13Al-5Ag钎缝Zn-2Al-1Ag钎缝Zn-2Al钎缝,其耐腐蚀性能均高于Al母材。     

Al-20Cu-4.5Si-3Ni-0.25RE合金的高温流变本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温圆柱体压缩试验,研究Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0.25RE合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律。结果表明：应变速率和变形温度的变化强烈地影响Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金的流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金热压缩变形时的流变应力行为。     

Sc的添加对Al-Si-Cu系铝合金钎料性能的影响

研究了Sc元素的添加量对Al-Si-Cu钎料的微观组织、熔化温度、铺展性能和力学性能的影响。结果表明,在Al-8.5Si-20Cu-10Ge钎料中添加Sc元素,可以改善钎料的微观组织,钎料的熔化温度基本不变,在铝板上的铺展性能明显改善,钎焊接头强度得到提高。当Sc的质量分数为0.3%时,钎料在铝板表面铺展性能最佳,继续增加Sc含量,钎料铺展面积将减小。当合金中加入质量分数为0.1%的Sc元素后,钎焊接头的剪切强度可以达到71.78 MPa,相比不加稀土元素的钎焊接头强度提高了28.64%。     

高强度低熔点铜基钎料的研制

研制一种用于低碳钢钎焊的高强度铜基钎料,试验确定了钎料的成分为Cu-33Mn-8Ni-5Sn-1Zn-0.2Si-0.1La,并对其钎焊工艺性能、接头组织及力学性能进行了研究。结果表明,该钎料冶金特性优异,界面结合致密,焊后表面光滑。性能测试表明,此钎料具有良好的铺展性、填缝性,钎焊接头强度高,并且熔点相对较低,可以用于碳钢钎焊。     

Al-Si-Ge钎料钎焊Cu/Al接头组织与性能研究

首次采用Al-5.6Si-25.2Ge钎料对Cu/Al异种金属进行了炉中钎焊,分别从钎料的熔化特性、铺展润湿性、Cu侧界面组织以及钎焊接头强度等方面进行了系统研究,并与Zn-22Al钎料钎焊结果进行对比。结果表明,Al-5.6Si-25.2Ge钎料具有较低的熔化温度(约541℃),同时在Cu、Al母材上均具有良好的铺展润湿性。Al-5.6Si-25.2Ge/Cu界面由CuAl_2/CuAl/Cu_3Al_2三层化合物组成,其中CuAl和Cu_3Al_2呈层状,厚度较薄,仅为1~2 mm;CuAl_2呈胞状,平均厚度约为3 mm。Zn-22Al/Cu界面结构为CuAl_2/CuAl/Cu_9Al_4,其中CuAl_2层平均厚度高达15 mm。接头抗剪切强度测试结果表明,Zn-22Al钎料钎焊Cu/Al接头抗剪切强度仅为42.7 MPa,而Al-5.6Si-25.2Ge钎料钎焊Cu/Al接头具有更高的抗剪切强度,为53.4 MPa。     

Ag、RE对Sn-Ag-Cu-RE无铅钎料润湿性的影响

采用商用水洗钎剂，以铺展面积和润湿角来表征钎料的润湿性能，研究了Ag、RE对Sn-Ag-Cu-RE系无铅钎料润湿性的影响。结果表明，添加微量RE有助于提高其润湿性。在无铅钎料中Sn-2．5Ag-0．7Cu-0．1RE钎料具有良好的润湿特性，其在铜板上润湿性接近Sn-Pb钎料的水平。     

添加元素Sn,Cu对Zn-Al钎料组织性能的影响

向Zn-10Al基体中添加元素Cu,采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等,研究了Cu元素对Zn-Al钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明,随着Cu元素的增加,钎料的熔点呈先下降后上升的趋势,在铜添加量为4%(质量分数)时,熔点最低;在铜添加量为5%时,润湿性能优良,钎料晶粒最细小,抗拉强度最好;当铜添加量继续增大时,其润湿性能下降,钎料晶粒变大,抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响。结果表明,当Sn添加量达到3%时,其抗拉强度良好,钎料的熔化温度降低,在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时,钎料合金的的润湿性能降低,基本不铺展。试验得到的Zn-10Al-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。     

Sb元素及稀土对Zn-10Al基钎料及钎焊接头性能影响

向Zn-10Al-5Cu基体中添加元素Sb及稀土镧钕,采用真空炉、万能材料试验机、金相及扫描电镜等设备,研究了Sb元素及稀土添加量对Zn-10Al-5Cu组织、性能及钎焊接头性能的影响.结果表明,钎料合金的铺展面积随Sb元素添加量的增加先较快增大后又趋于稳定趋势;抗拉强度随Sb元素添加量的增加而稳定增加;钎料组织由共析与共晶组织混合而成;在优选出的Zn10Al5Cu1.5Sb钎料中添加稀土镧钕,钎料的润湿性得到进一步改善,当稀土添加量为0.15%时,钎料的润湿性最佳;此时钎料组织中灰色粗大树枝晶组织及黑色层块状组织减少、灰黑相间层片状组织增多且变的细小,基体组织得到最大程度细化,钎料合金及钎焊接头强度达到最大;继续增加稀土,钎料合金的润湿性及钎焊接头的抗剪强度反而下降.     

Effects of Cu, Si, Ni and rare earth elements on melting temperature and properties of Al-Si filler metals

The effects of Cu,Si,Ni and RE elements (RE=La and Ce) on the melting temperature of Al-Si filler metals were studied by orthogonal design method.The wettability of the filler metals and the shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the different filler metals were measured.The results show that the copper doping content has the most obvious effect on liquidus temperature (T_L) of the Al-Si filler metals and the effect of RE content on T_L is the least.Adding suitable Cu and Si can improve the wettability of the Al-Si filler metals.The shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the filler metals S10,S15 and S20,respectively,is better than that of the joints brazed with HL401 due to the improvement of microstructure.It can improve the shear strength of the joints by brazing with the Ni- or RE-doped Al-Si-Cu filler metals.     

钎焊方法制备泡沫铝/铝夹芯板的组织及性能

采用Al-Si钎料真空钎焊的方法制备了泡沫铝/铝夹芯板,对夹芯板钎焊界面处微观组织进行了金相、SEM形貌、EDS能谱分析,并对夹芯板弯曲力学性能进行了研究,分析了钎焊工艺参数对泡沫铝/铝焊缝微观组织及力学性能的影响.结果表明,在605~625℃温度下保温20 min,夹芯板钎缝中心区微观组织主要由α（Al）固溶体、块状CaAl₂Si₂化合物、骨骼状CaAl₄组成;随着焊接温度的升高,钎料中合金元素向母材中扩散速度加快,块状CaAl₂Si₂分布更加均匀、分散,提高了焊缝中心区的韧性;当焊接温度为625℃时,泡沫铝/铝夹芯板抗弯强度达到最高的67.97 MPa.     

Welding of SiC particle reinforced 6061 Al matrix composite with pulsed TIG

1　INTRODUCTIONDiscontinuously(particle,whiskerandshortfiber)reinforcedaluminumalloycompositeshavebecomeanattractivestructuralmaterialformanyindustrialfieldsowingtoitsexcellentproperties(e.g.highspecificstrength,highspecificstiffnessandgoodwearresistance)…     

基于电磁压制的Ag-Cu-Ge钎料合金成形工艺

针对Ag-Cu-Ge系钎料难以加工成薄片的难题,利用电磁粉末压制结合液相烧结的成形工艺制备了钎料薄片,探究了不同压制电压及烧结温度对钎料薄片致密度和组织结构的影响,选用优化工艺下的钎料薄片对铜板进行焊接实验。实验结果表明:压坯致密度随着压制电压的提高而显著提升,当压制电压为2800 V时,压坯致密度达到最大值88.62%,而电压升高到3000 V时,锗粉颗粒内部开始产生裂纹甚至破裂;250℃烧结温度下烧结体出现了弹性后效现象,当烧结温度升高到400℃时,烧结体致密度增长率达到最大值2.63%,若温度继续升高,烧结体晶粒则出现粗化现象;最终当焊接温度为600℃时,焊缝组织均匀,与母材形成了较好的冶金结合,表现出良好的焊接性能,说明了该成形工艺用于制备钎料薄片的可行性。     

SnAg1.0Cu0.5对Ag30CuZnSn药芯钎料润湿性能及钎焊接头力学性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯钎料药粉中添加SnAg1.0Cu0.5(SAC105)粉末,研究了不同SAC105含量对Ag30CuZnSn药芯钎料钎缝组织及钎焊接头性能的影响.结果表明,SAC105的加入可以显著提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,随着SAC105的添加量增加,Ag30CuZnSn药芯银钎料的...     

低熔合金粉末对药芯银钎料钎焊过程的影响

为克服高锡含量的AgCuZnSn钎料因脆性大而难以加工成形的问题,借鉴药芯焊丝的理念,设计了添加CuSn合金粉粉芯的复合药芯银钎料,研究了粉芯中添加质量分数30%～70%Cu60Sn40合金粉对药芯银钎料的润湿性、紫铜/Q235钢钎焊接头组织、界面显微硬度及抗拉强度的影响。结果表明,钎焊过程中芯部CuSn合金粉和外层BAg30CuZnSn原位反应合成高锡含量的AgCuZnSn钎料,获得了成分均匀,结合良好的接头。随着药芯粉芯中合金粉含量的升高,复合药芯银钎料在紫铜板及Q235钢板上的润湿面积不断增大,Cu/Q235钢钎焊接头显微硬度不断升高,抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。当药芯粉芯中CuSn合金粉的质量分数为30%时,Cu/Q235钢钎焊接头的抗拉强度取得最大值(198.91 MPa),提高了23.4%。     

铝/钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能

选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头.铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚,其厚度分别小于10和6μm.激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状,激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区,焊接接头平均抗拉强度分别为252和209 MPa,激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%,而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍.     

Microstructure and shear strength of the brazed joint of Ti（C,N）-based cermet to steel

Firm joins were obtained between Ti(C,N)-based cermet and steel with Ag-Cu-Zn-Ni filler metal by vacuum brazing. The effects of technological parameters such as brazing temperature, holding time, and filler thickness on the shear strength of the joints were investigated. The microstructure of welded area and the reaction products of the filler metal were examined by scanning electron microscopy (SEM), metallographic microscope (OM), energy-dispersive X-ray analysis (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The brazing temperature of 870°C, holding time of 15 min, and filler thickness of 0.4 mm are a set of optimum technological parameters, under which the maximum shear strength of the joints, 176.5 MPa, is achieved. The results of microstructure show that the wettability of the filler metal on Ti(C,N)-based cermet and steel is well. A mutual solution layer and a diffusion layer exist between the welding base materials and the filler metal.     

车辆热交换器铝合金管的高频焊接

管材所用铝合金带料为三层复合材料，外层为Al-Si钎料层，中间为Al-Mn芯材，内层为Al-Zn防腐层。带材经成型机组成型后经高频焊接而成。研究表明：采用高频焊接铝合金管焊缝成形美观、无气孔等缺陷，焊速高，焊缝微观组织均匀，是一种理想的焊接工艺。     

铸铁件缺陷的电弧钎焊修复工艺

试验以QT600-3为研究对象,采用电弧钎焊,以锡铅合金为钎料,对其进行补焊.通过对钎料润湿性、焊缝结合情况、显微硬度、微观组织分析,发现钎料能润湿铸铁表面,焊补试验初步实现铸件的低温补焊,做到了高效率、无焊接变形、无色差.钎焊接头在高温停留时间短,但冷却速度快,仍存在白口化问题,可用于非加工面的缺陷修复,挽救了大量铸铁件并节约了大量资金.