铝钎焊用锌基合金钎料的制备及钎焊接头的组织和抗剪强度

采用高频感应加热装置制备了锌基合金钎料,并以纯铝为母材进行润湿试验,并采用该钎料分别对2A12铝合金、55%SiCp/Al复合材料进行钎焊,分析了合金钎料的显微组织、成分、熔化温度范围,并对合金钎料及钎焊接头的拉剪强度进行了测试。结果表明:自制锌基合金钎料主要由α-Al固溶体、η-Zn固溶体和共晶组织组成,熔化温度区间为361~398℃;锌基合金钎料在纯铝上具有较好的润湿性;使用锌基合金钎料钎焊铝合金,其钎缝组织为η-Zn相、细小的共晶组织、树枝状及块状的α-Al相;钎焊55%SiCp/Al复合材料,其钎缝组织由铝的共析组织、η-Zn相、条纹状共晶组织及细小的共晶组织组成;钎料、2A12铝合金钎焊接头以及55%SiCp/Al复合材料钎焊接头的抗剪强度分别为237,127,109 MPa。     

YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊连接

用自行研制的CuMnNi钎料对YG8硬质合金与42CrMo钢在不同钎焊温度、不同钎缝宽度下进行了真空钎焊工艺试验;用SEM、EPMA、EDS、润湿角测量仪和电子万能试验机等分析测试了焊接接头的显微组织、润湿角和三点弯曲强度.结果表明:该钎料对两种母材均具有良好的润湿性,最佳钎焊温度为1 030℃;在1 030℃下钎焊,钎缝宽度为0.3 min时,可获得最高的接头抗弯强度510 MPa;在钎缝区存在铁、钴、镍等元素的长程扩散,并在钎缝界面处形成以FeCoNi为基的单相固溶体,有利于接头的冶金结合,提高其力学性能.     

低体积分数SiC_p/A356复合材料真空钎焊温度的确定

采用Ag47-Cu18-In17-Sn17-Ti1钎料,分别在560,570,580℃下保温30min对增强相体积分数为15%的SiC_p/A356复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及抗剪强度,并确定了最优的钎焊温度。结果表明:在560~580℃温度区间进行真空钎焊获得的接头焊缝组织致密,钎料对基体铝合金和SiC颗粒都具有良好的润湿性,钎料中各元素在580℃下的扩散距离远大于在560℃下的;随着钎焊温度升高,焊缝中心及扩散区的显微硬度都逐渐下降;最佳的钎焊温度为560℃,在此温度下制备钎焊接头的抗剪强度可达51.8 MPa,焊缝中心与扩散区的显微硬度分别为99.4HV和110.7HV,接头的断裂方式表现为塑性断裂。     

钎焊温度对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头组织与力学性能的影响

以L304银焊片为钎料,对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行高温氩气保护钎焊,通过显微组织观察、能谱分析、硬度测试、室温剪切试验等,研究了钎焊温度对钎焊接头组织及力学性能的影响。结果表明:随着钎焊温度的升高,接头焊缝的组织更加均匀致密,钎料逐渐熔化且充分填充焊缝,钎焊质量变好,但当钎焊温度高于920℃时,钎焊接头出现过热现象,组织粗大,钎焊质量变差;随着钎焊温度的升高,钎焊接头的剪切强度和显微硬度均呈先增大后减小的趋势;当钎焊温度为910℃时,钎焊接头的剪切强度为147.5MPa,显微硬度为194HV,钎焊接头的综合力学性能最好。     

5056铝合金/镀锌钢预置涂粉激光熔钎焊组织及性能研究

针对铝/钢焊接的技术难点,采用预置金属粉末的方法,对5056铝合金与ST04Z镀锌钢板进行CO2激光搭接熔钎焊,分析熔钎焊接头成形、接头连接界面的显微组织及其力学性能。结果表明,选择合适的焊接参数,涂粉后能够实现铝合金与镀锌钢的优质连接;熔钎焊接头没有明显的针状Al-Fe金属间化合物向熔化区析出,且过渡层最大厚度小于10μm,在熔化区边缘和熔化区与铝合金结合处熔钎焊根部出现两个富Zn区,Si、Zn、Mn、Mg等元素与Fe和Al或直接形成化合物,或形成固溶物,抑制了Al与Fe直接接触形成脆硬的金属间化合物;接头拉伸试样断裂形式有母材热影响区断裂和焊缝处断裂两种,焊缝处断裂面在铝熔化区一侧,接头平均机械抗力达190 N/mm,约为母材的85.2%。采用此方法可减小铝/钢熔钎接界面过渡层厚度,获得力学性能良好的熔钎焊接头。     

6061铝合金激光填丝焊接接头的组织与力学性能

通过显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了激光填丝焊接6mm厚6061铝合金接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区域的显微组织为等轴晶,由α-Al固溶体组成,无β(Mg_2Si)强化相析出,近熔合区的焊缝组织为柱状晶;焊接接头焊缝的硬度最低,约为73HV,母材的硬度最高,约为110HV,随着距焊缝中心距离的增大,热影响区的硬度先呈波浪式增大,在距焊缝中心2.2~3.8 mm处有所下降,此外为热影响区软化区,在距焊缝中心3.8~4.4mm处又快速增大;焊接接头的抗拉强度为234 MPa,约为母材的71%,高于熔化极惰性气体保护焊接接头的;焊接接头均在焊缝处断裂,接头与母材均为韧性断裂。     

高体积分数SiC_p增强6063Al基复合材料的真空加压钎焊

在580℃、保温40min、压力为4kPa的钎焊条件下,采用Al70-Cu22.3-Si6.1-Mg1.6膏状钎料对增强相体积分数为60%的SiCp/6063Al复合材料进行真空加压钎焊,通过扫描电镜和剪切试验等研究了钎料对复合材料基体及SiC增强相的润湿机理以及钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌。结果表明:在试验条件下,钎料对复合材料的润湿性较高,可通过扩散及机械压渗作用与基体、SiC颗粒分别形成冶金结合和机械锁合,接头的抗剪强度均值为71.6MPa;钎料与基体合金的反应界面消失,钎料对大块SiC增强相的润湿性一般,二者之间存在较小的间隙;断裂发生在钎料层以及钎料与复合材料界面的母材侧。     

钎缝间隙对316L不锈钢真空钎焊接头组织和硬度的影响

采用BNi-2+40%BNi-5镍基混合钎料对316L不锈钢进行三种纤缝间隙的真空钎焊,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪及硬度计等研究了三种钎焊接头的显微组织、钎缝元素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、连续共晶和金属间化合物及网状组织组成;随着钎缝间隙的减小,钎焊接头中金属间化合物的含量逐渐减小,接头元素、硬度分布更加均匀;当钎缝间隙为30μm时,接头组织基本为固溶体,综合性能最好。     

AZ31/7005异种材料填丝GTAW接头组织分析

为获得良好的镁铝异种金属焊接接头,采用钨极氩弧焊填加镁铝合金焊丝ER5183、ER5356的方法进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜对两种焊接接头的微观组织对比分析,利用电子探针、能谱仪研究接头的元素分布,利用显微硬度计对两种焊接接头的显微硬度对比分析。结果表明,采用ER5183、ER5356镁铝合金焊丝,接头未形成连续片状金属间化合物层,能够形成良好的焊接接头;采用ER5183焊丝获得焊缝比采用ER5356组织更为致密,脆硬的Mg-Al金属间化合物少;两种焊接接头镁侧熔合区主要组织为α-Mg固溶体+γ-Al12Mg17的共晶组织和晶界析出相γ-Al12Mg17组织;镁侧焊缝区主要为α-Mg固溶体+γ-Al12Mg17的固溶体组织。焊接接头以Mg、Al元素为主,在镁侧熔合区,Mg、Al质量分数保持稳定,镁侧焊缝区,Mg质量分数逐渐降低,Al质量分数逐渐升高,到铝侧焊缝区达到稳定值。适当控制焊丝中Mg的质量分数,使金属间化合物弥散分布,能够改善AZ31镁合金和7005铝合金的焊接性。     

焊接间隙对不锈钢钎焊缝性能的影响

文中采用BNi-2钎料（BNi82CrSiB）对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了真空钎焊,钎焊后对样件进行了拉力试验,并使用扫描电镜对接头组织进行了分析,以研究焊接间隙对钎焊缝性能的影响。研究结果表明,接头组织基本由固溶体、金属间化合物及母材近焊缝区域附近的网状组织组成。随着钎缝间隙的增大,钎缝的组织会出现大量的金属间化合物,钎焊接头的综合性能会随之下降,钎缝的强度也随着钎缝间隙的增大呈现明显的下降趋势。     

Effect of root pass filler metal on microstructure and mechanical properties in the multi-pass welding of duplex stainless steels

This paper is focused on the estimation of the effect of root pass chemical composition, in multi-pass GTA Weldments, on microstructure and mechanical properties of duplex stainless steel welds. We used two different filler metals, the super duplex ER 2594 and duplex ER 2209. Microstructures of different passes of welded joints are investigated using optical microscope and scanning electron microscope. The relationship between mechanical properties, corrosion resistance, and microstructure of welded joints is evaluated. It is found that the tensile and toughness properties of the first weldment, employing the combination of ER 2594 in the root pass and ER 2209 in the remaining, are better than that of the second weldment employing ER 2209 all passes, due to the root pass grains refinement and its alloy elements content as chromium Cr and nitrogen N. The microstructure indicates the presence of austenite in different forms on the weld zone of ER 2209, same in the case of ER 2594, but with higher content and finer grains size, in particular Widmanstätten austenite WA. Potentiodynamic polarization tests of the first weld metal evaluated in 3.5% NaCl solution at room temperature have been demonstrated a corrosion resistance higher than that of the second weld metal. This work addressed the improvement of the corrosion resistance using appropriate filler metal without getting any structural heterogeneity and detrimental changes in the mechanical properties.     

毛细管板接头真空电子束钎焊工艺

应用自制柔性化电子束钎焊系统对毛细管板接头的钎焊工艺进行了研究，探讨了钎焊工艺参数对钎料扩散深度以及钎脚高度的影响。结果表明：随着电子束输入功率或功率密度的加大，钎料向毛细管壁的扩散深度逐渐增大，钎脚高度的增长趋势显著。在一定范围内，钎料扩散深度及钎脚高度随钎料量及装配间隙的增加而增大。工件表面状态对钎脚高度的影响规律是：铰制过的试板，最有利于钎料铺展，钎脚高度最高，酸洗的试板次之，未经任何处理的试板钎脚高度最低。电子束钎焊的优化工艺参数为：加速电压60kV，束流6．5nA，加热时间37s，钎料质量25mg，聚焦电流654mA，装配间隙0．027mm。     

Wide gap active brazing of ceramic-to-metal-joints for high temperature applications

Applications like solid oxide fuel cells and sensors increasingly demand the possibility to braze ceramics to metals with a good resistance to high temperatures and oxidative atmospheres. Commonly used silver based active filler metals cannot fulfill these requirements, if application temperatures higher than 600°C occur. Au and Pd based active fillers are too expensive for many fields of use. As one possible solution nickel based active fillers were developed. Due to the high brazing temperatures and the low ductility of nickel based filler metals, the modification of standard nickel based filler metals were necessary to meet the requirements of above mentioned applications. To reduce thermally induced stresses wide brazing gaps and the addition of Al₂O₃ and WC particles to the filler metal were applied. In this study, the microstructure of the brazed joints and the thermo-chemical reactions between filler metal, active elements and WC particles were analyzed to understand the mechanism of the so called wide gap active brazing process. With regard to the behavior in typical application oxidation and thermal cycle tests were conducted as well as tensile tests.     

CuSnNiCr真空钎焊金刚石界面微结构分析

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,采用CuSnNiCr单质金属粉作为钎料,对金刚石磨粒进行了钎焊实验。采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构、钎料组织进行了分析。结果表明：适合钎焊金刚石的活性成分为Cu75Sn15Ni5Cr5,该钎料能与金刚石实现化学冶金结合,熔点适中,润湿性较好。金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状（Cr,Fe）7C3。钎料凝固过程先结晶出αCu枝晶,经包晶转变和共析转变,形成了αCu枝晶、Cu5.6Sn和共析αCu,钎料的显微硬度大约为200～250HV0.2。     

聚晶金刚石复合片高频感应钎焊的试验研究

采用部分不等间隙接头设计方案和Ag Cu Zn Cd钎料 ,通过在空气中高频感应加热 (钎焊温度 6 90℃ ) ,成功实现了PCD复合片与 4 5钢刀杆的高强度焊接。根据钎焊试验结果 ,分析了钎料润湿性、钎焊温度、恒温保持时间和钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响     

添加Ni-Cr-B-Si的Cu基复合钎料真空钎焊金刚石界面微结构

为了降低钎焊金刚石的热损伤和调控钎料性能,采用添加适量Ni-Cr-B-Si的Cu基钎料对金刚石磨粒进行真空钎焊试验。采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对金刚石焊后形貌、界面微结构、钎料组织进行了分析。结果表明：添加20%Ni-Cr-B-Si的CuSn混合粉能够与金刚石实现化学冶金结合,金刚石热损伤降低明显,焊后形貌完整,表面基本光滑,并在金刚石表面的不同晶面生成了不同类型和形貌的碳化物。钎料凝固过程中首先析出α-Cu枝晶,经过包晶转变和共析转变,形成了α-Cu枝晶、Cu5.6Sn、Cu3Sn、Ni3Sn和共析α-Cu。随着Ni-Cr-B-Si含量的增大,钎料的硬度在增大,当添加量为20%时,硬度达到360~400HV0.2。     

陶瓷表面加弧辉光离子镀钛改性及其钎焊性

针对常规钎料难以润湿陶瓷表面的问题，利用加弧辉光离子镀膜技术在Si3N4陶瓷表面预沉积了一层高活性的Ti膜。为充分发挥Ti的活性作用，在活性镀Ti层表面进行了二次电镀Ni。试验表明，在钎焊过程中二次镀Ni层可有效保护Ti膜不被氧化，镀膜陶瓷与金属钎焊接头的剪切强度也显著提高。采用BAg72Cu-V钎料时，镀膜Si3N4陶瓷与金属钎焊接头的剪切强度可达205MPa。     

铝合金/钢异种材料熔钎焊接工艺及其研究现状*

铝合金/钢复合结构以具有重量轻、综合性能高等优势在汽车、航空航天、石油石化、电力、船舶等行业具有广泛的应用前景。但二者之间巨大的理化性能差异,使铝合金/钢板异种金属的焊接仍然存在诸多问题。熔钎焊接工艺是基于母材之间存在的熔点差异,通过精确控制焊接热输入,在确保高熔点母材不熔化的前提下,让低熔点母材和填充金属熔化形成熔焊接头,并与未熔化的高熔点母材形成钎焊连接接头,是适合铝合金/钢复合结构优质高效制备的合适焊接工艺。通过对国内外对铝合金/钢熔钎焊接工艺、接头组织性能调控等方面研究现状的综合评述,讨论了铝合金/钢熔钎焊接技术存在的问题,并对铝合金/钢熔钎焊接技术工程化应用所采取的措施进行阐述。     

采用Al-Si-Ti-Cu-In钎焊70% SiC_p/Al复合材料工艺研究

采用Al-Si-Ti-Cu-In钎料在不同工艺参数下对70%SiC_p/Al复合材料进行真空钎焊,通过扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)技术对接头组织形貌进行分析。结果表明:采用600℃、6MPa、保温1.5 h所得接头具有最大剪切强度90.17 MPa,断裂从母材开始,穿过钎料层,在另一侧母材中瞬断,其形貌具有韧、脆混合型断口形貌特征。焊缝微观组织主要包括蜂窝状Al基体、聚积的颗粒状富Ti、In相、环状富Si相和界面处的针状Al_4C_3脆性相。提高钎焊温度有利于焊缝中孔隙的收缩和减少,增加钎料对复合材料的润湿性,也有利于激发Ti的活性,阻碍Al_4C_3脆性相的生成。由于烧结体中孔隙变化规律和柯肯达尔效应的共同作用,使得焊缝中孔隙随保温时间的延长先减少后增加,若继续延长保温时间,孔隙终将消失。提高压力能有效改善焊缝致密度,阻碍Al_4C_3脆性相的形成,并改善其形态,能有效提高接头力学性能。     

AgNi触头材料和H62的电阻钎焊工艺研究

采用电阻钎焊工艺,研究BCu93P钎料和BAg45CuZn钎料对AgNi触头材料和H62钎焊接头的影响。试验结果表明,使用BAg45CuZn钎料能得到质量较好的钎焊接头。