电子束钎焊接头组织分析

采用自主开发的电子束钎焊系统,对不锈钢毛细管板结构进行钎焊,通过电子探针显微分析仪研究了不同电子束钎焊规范下BNi-2钎料与管壁基体界面合金元素的分布,分析了钎料和界面区各相的化学组成.研究表明:在加速电压60kV,束流6.5 mA,加热时间37 s,扫描幅值O.5的电子束钎焊规范下,管板接头质量满足技术规范要求;随着电子束输入功率或功率密度增大,钎料和管壁的相互扩散作用增强,导致过渡层厚度增加,毛细管壁显著减薄;母材和钎料中合金元素的相互扩散导致过渡层的形成,过渡层主要由硼化铬、硼化镍和镍的固溶体组成.     

某型非标准波导管钎焊接头裂纹分析

针对某型非标准波导管使用中发现90°波导弯头钎焊接头处存在裂纹的问题,运用X光检测和扫描电镜分析等手段,对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:在波导管加工过程中,线切割后的焊接面形成一层氧化膜,由于钎焊前清洗不彻底,在焊接时焊料无法粘结,造成钎料未钎满;另波导管在焊接时定位不准,偏向一边,造成单边间隙过小,焊料不能充分流入,使得波导管在焊接过程中焊料未能充分渗透、填满。根据故障原因,采取了相应的改进措施,使钎焊接头裂纹问题得到了解决。     

定向超合金钎焊接头的冶金研究

本文主要对定向超合金ＤＺ２２采用非晶态镍基、钴基钎料进行了钎焊工艺研究，探讨了钎焊工艺对钎焊接头的组织结构和性能的影响，通过本题研究，取得了接头持久强度达到基体的８０％的结果，这是我所钎焊史上的一个重要突破。     

LD2铝合金钎焊接头缺陷研究

本文对 LD2铝合金钎焊接头,用扫描电镜、俄歇能谱仪进行了微区成份分析,以揭示钎缝中主要缺陷的特点及形成过程。并有针对性的进行了验证性试验。钎剂钎焊缝中主要缺陷为钎剂夹渣,其形貌为“泥纹”状和小白块、云状物等,并对泥纹状夹渣的形成过程进行了探讨。真空钎焊缝中主要缺陷为未钎透,并对条状未钎透和网状未钎透进行了分析。     

铜管焊接弯头开裂分析

利用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱仪等方法对开裂铜管焊接弯头进行失效分析,发现该铜管焊接弯头久置于腐蚀性介质中,当在腐蚀坑处应力集中,便产生了开裂失效.同时,还发现该工件在弯制时易形成微裂纹.     

空调器中铜管焊接分析

对空调器中的铜管焊接方法、影响因素及常见的问题进行分析,阐述出现问题的原因,提出预防措施。     

C/C复合材料钎焊接头应力场的有限元分析

异种材料钎焊接头中的残余应力是接头连接质量低的主要原因之一。本工作基于热-弹-塑性理论，以Abaqus有限元软件为平台，采用数值模拟计算的方法，研究C/C-C/C、C/C-TiAl同种及异种材料钎焊接头残余应力状态，揭示应力分布对接头连接性能的影响。结果表明：不同钎焊接头中，等效应力大小和分布状态不同。同种材料接头中应力集中分布在钎缝和C/C复合材料钎焊面棱角处，从外向内逐渐减小；异种材料接头中，应力集中在靠近钎缝区域的C/C复合材料上，从内向外逐渐减小。影响接头性能的应力主要为钎缝轴向正应力和垂直于轴向的切应力。同种材料接头中残余应力较小，C/C复合材料受轴向拉应力几乎为零，影响其连接性能的主要是切应力。异种材料接头中残余应力较高，C/C复合材料中最大轴向拉应力分布在棱角位置，最大切应力分布在钎焊面内部。     

SiC陶瓷真空钎焊接头的组织及性能分析

采用BNi-5钎料对SiC陶瓷进行真空钎焊, 获得了力学性能良好的SiC钎焊接头, 并对焊缝的微观结构和形成过程进行了分析。研究结果表明, Ni基钎料与SiC母材发生反应生成层状界面反应层结构, 所形成的SiC钎焊接头钎缝微观形貌可以表述为:SiC母材/石墨+Ni₂Si/Ni₂Si/石墨+Ni₂Si/Cr₃Ni₂SiC/Ni+Cr₃Ni₅Si₂/Cr₃Ni₂SiC/石墨+Ni₂Si/Ni₂Si/石墨+Ni₂Si/SiC母材。所得SiC钎焊接头常温力学性能较好, 平均钎焊接头剪切强度可达到124 MPa。Ni基钎料钎焊SiC陶瓷接头的断裂位置位于钎料与陶瓷基体间的界面反应层, 主要原因是界面反应层中Ni₂Si和Cr₃Ni₂SiC等脆性化合物在钎焊接头拉伸变形过程中会产生应力集中, 在残余钎焊应力的共同作用下钎焊接头发生断裂。     

钎缝间隙对316L不锈钢真空钎焊接头组织的影响

采用镍基钎料BNi2+40%BNi5对316L不锈钢进行真空钎焊。主要通过光学显微镜、电子探针显微分析仪、硬度计等研究了3种钎缝间隙下钎焊接头的显微组织、钎缝成分分布以及钎缝显微硬度。结果表明316L不锈钢的钎焊接头主要由固溶体、共晶组织及网状化合物组成,硼、硅是导致化合物相产生的主要合金元素;随着钎缝间隙的减小,钎焊接头中金属间化合物相的含量逐渐减小,当钎缝间隙为30μm时,接头组织基本为固溶体。     

镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相及力学性能

以Al基钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析仪等分析了接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度.结果表明:钎缝中钎料与母材发生界面反应生成α-Mg,β-Mg17(AI,Zn)12相.钎焊搭接接头平均剪切强度为27MPa,对接接头平均抗拉强度为42MPa.对接接头断口的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在β-Mg17(AI,Zn)12硬脆相处.     

SiC陶瓷真空钎焊接头显微组织和性能

在高真空条件下采用Ti-35Zr-35Ni-15Cu(质量分数/%)钎料对SiC陶瓷进行了钎焊连接,研究了接头界面组织的形成过程以及工艺参数对接头性能的影响。结果表明:钎料与SiC陶瓷发生了复杂的界面反应,生成了多种界面产物。当钎焊温度为960℃,保温时间为10min时,SiC陶瓷侧形成了连续的TiC和Ti5Si3+Zr2Si层,同时Ti5Si3+Zr2Si向钎缝中心生长呈长条状。SiC陶瓷到接头钎缝中心的显微组织依次为:SiC/TiC/Ti5Si3+Zr2Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti2(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu)。钎焊温度为960℃,保温时间为30min时,长条状的Ti5Si3+Zr2Si贯穿了整个接头。钎焊接头强度随着钎焊温度的升高和钎焊时间的延长都呈现先增大后减小的趋势。当钎焊温度为960℃,保温时间为10min时,接头的剪切强度最高,达到了110MPa。     

优化金属一陶瓷钎焊接头的数值方法

在对金属-陶瓷接头进行硬钎焊时，由于被焊的两种材料具有不同的热学和力学性能而呈现出复杂的内应力状态。作者借助有限元方法对危险的接头区进行了研究。通过结构设计的改变能够将最大内应力从脆性的陶瓷中转移到塑性的钎焊缝中，从而得到无缺陷（无裂纹）的零件。     

K640合金钎焊接头组织及工艺控制

采用不同的工艺参数对铸造钴基高温合金K640进行了钎焊实验,通过扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对钎焊接头进行了微观组织观察、典型物相成分测试及物相分析.结果表明:不同钎焊工艺参数下的钎缝均由钴基固溶体、碳化物M23C6、硼化物M3B2 钴基固溶体共晶,以及块状及颗粒状碳化物MC组成.当钎焊温度较低或保温时间较短时,钎缝中央生成大量的M3B2;随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,钎缝中M3B2、MC减少,M23C6增多、长大.     

GH3044镍基合金钎焊接头的界面组织和强度分析

采用Ni基箔片钎料对GH3044镍基合金进行钎焊连接,利用电子扫描显微镜(SEM)及能谱分析仪,对接头的界面组织进行观察和分析;采用电子万能试验机对GH3044镍基合金的钎焊接头进行抗剪试验,评价接头的室温抗剪强度.试验结果表明:当钎焊温度为1070℃,保温时间为10min时,界面处有(Cr,W)2+Ni固溶体析出,钎缝中有(Cu,Ni)固溶体组织+Ni-Mn金属间化合物层及η″+ξ′金属间化合物层生成,此钎焊工艺参数下获得的钎焊接头具有最高的室温抗剪强度319MPa.     

铝合金／铜／不锈钢接触反应钎焊接头微观组织分析

采用接触反应钎焊对6063铝合金／镀铜层／1Cr18Ni9Ti不锈钢进行焊接,借助扫描电子显微镜和电子探针对接头的微观组织及Fe—Al国金属间化合物生长情况进行测试和分析。结果表明：钎缝中靠近不锈钢一侧为Fe—Al金属间化合物层,靠近铝合金一侧主要是Cu（Al）固溶体,中心区域由Cu-Al化合物和Cu（Al）固溶体混俞而成;随着保温时间的延长,化合物层厚度随之增加,Cu在铝合金一侧富集出现晶界渗透现象;钎缝中首先产生Cu—Al金属间化合物,之后共晶液相中的Al原于穿越Cu—Al金属间化合物层和残余镀铜层扩散至不锈钢侧,与Fe原子生成少量Fe—Al金属间化合物。     

磷脱氧铜管焊接漏气失效分析

针对磷脱氧铜管与低碳钢储罐钎焊后漏气失效问题,采用金相、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDAX）对失效器件进行分析,发现铜管漏气的主要原因是由于钎焊过程中,预热和钎焊工艺不恰当,导致焊接气氛交替出现氧化性和还原性,使得铜管发生氢脆,产生裂纹。同时在加热和冷却时,由于异种材料的热胀系数差别过大,产生的较大热应力作用于已存在的裂纹,促使裂纹二次扩展,甚至使得晶粒脱落产生空洞,最终导致焊接接头漏气失效。提出了合理控制燃气比、钎焊加热时间和焊后冷却时间,以改善钎焊质量的建议。     

耐高温瞬时液相连接无铅钎焊接头的时效稳定性

通过瞬时液相(TLP)连接的互连工艺,采用Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料,制备Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头.采用SEM观察恒温时效过程中接头的组织,结合EDS对比不同工艺下试样接头组织,并对接头性能进行对比分析.结果表明:随着Ag颗粒含量的增加,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag/Cu接头耐高温(300℃)服役性能随之提高;Ag含量为25％(质量分数)时接头在高于基体钎料熔点(217℃)83℃下服役15天未断裂,且抗拉强度为25.74 MPa,达到了低温焊接、高温服役的目的;与Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头相比,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头焊缝组织中残余的Ag颗粒不断溶解,并在接头界面附近产生大量Ag3 Sn化合物,而大量的块状Ag3 Sn化合物可以有效抑制焊缝中Sn元素向Cu基板扩散,达到抑制Cu3 Sn层生长的目的;在200℃服役温度条件下,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头力学性能先下降后上升,然后再下降并趋于稳定,且力学性能稳定性比Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头要好.     

大型翅片管式换热器分水管钎焊接头变形分析及改善措施

对大型翅片管式换热器分水管钎焊接头变形数据进行统计分析,结合全因子试验对影响钎焊接头变形的主要因素进行验证。结果表明,铜管壁厚、扩口状态、配合间距和接头受力情况是影响钎焊接头变形的关键因子。针对上述关键因子,提出相应的改进措施和控制方案,从而有效降低钎焊接头的变形率。     

时效Sn-9Zn-3Bi/Cu钎焊接头的电子探针分析

用EPMA-1600型电子探针波谱分析了Sn-9Zn-3Bi／Cu钎焊接头在170℃时效1000h后的界面组织及其成分。结果表明，界面处存在三层化合物层。从基体铜侧起，依次为Cu-Sn化合物层、Cu-Zn化合物层和Sn-Cu化合物层。电子探针能够有效分析微观组织、成分的变化和扩散现象。     

TU2铜管泄漏原因分析

某公司在检漏工序中发现其生产的空调制冷用TU2铜管存在泄漏现象,泄漏比例约为20%,泄漏位置随机分布。采用断口分析、金相检验及氧含量测定等方法,对TU2铜管的泄漏原因进行了分析。结果表明:由于泄漏铜管中存在颗粒状沿晶分布的(α+Cu2O)共晶体,在高温长时间H2保护的焊接环境中产生氢脆,形成沿晶微裂纹,继而在试压过程的压力作用下发生泄漏。