预置中间层的相变超塑性焊接新工艺及其接头组织

提出了一种新型焊接工艺——预置中间层的相变超塑性焊接工艺(TsBI)，工艺要求在待焊母材间预置入中间层材料；在循环加热时，峰值温度须同时大于母材的相变温度及中间层的液相线．实验以低碳钢为母材，以镍基非晶为中间层．实验规范为：峰值温度1050℃，下限温度400℃，压力18MPa，循环次数15次.接头的拉伸性能及组织测试表明，新工艺具有界面无残留空洞、焊合率高、循环次数少、生产率高、接头强度高且稳定、对循环次数不敏感等优点．同时TSBI工艺的接头组织获得了跨越界面的共同晶粒，近缝区组织以细小的块状铁素体为主，但有少量魏氏组织．     

相变-扩散钎焊工艺焊接接头缺陷分析

相变-扩散钎焊是作者提出的一种将相变超塑性扩散焊与扩散钎焊结合起来的新型复合工艺，它具有所需温度循环次数少(与相变超塑性扩散焊相比)、高温停留时间短但扩散效率高(与扩散钎焊相比)、改善热影响区组织(与弧焊和扩散钎焊相比)等优点。针对其典型接头的界面接合形貌及缺陷，采用扫描电镜及能谱仪进行了分析。结果表明，界面接合良好，未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合。而缺陷具有如下主要特点：存在于距离界面内部有一定距离的残留中间层内，并不在界面上；并非夹杂而是孔洞；尺寸远小于晶粒尺寸；稀疏且错落排列。分析认为该孔洞是由母材溶解到中间层中带来的碳还原母材与中间层氧化物所产生的CO气孔。     

相变-扩散钎焊新工艺接头性能及主组元扩散行为

提出了一种相变超塑性扩散焊与扩散钎焊结合起来的复合工艺-相变-扩散钎焊(T／DB)，以低碳钢为母材，镍基非晶箔带(BNi2)为中间层，在更高峰值温度(1200℃)下试焊。结果表明，尽管高温停留时间短，且循环次数仅3次，仍获得了合格的接头，能谱分析可知焊后残留中间层中心区Fe含量高达约60％—70％；扩散入母材的Ni主要存在于母材的层片状珠光体区域，表明Ni在母材内的扩散通道优先选择含有大量相界面的区域进行扩散，将相界扩散分为动态相界扩散与静态相界扩散；论证了T／DB工艺中的高效扩散与相界扩散密切相关。     

焊接温度对钛合金扩散焊接头组织与性能的影响

为解决Ti-Zr-Ni-Cu中间层脆性大、加工困难、缺陷多的问题,研究了采用Ni箔作为中间层的TC4液相扩散焊技术。基于Ni-Ti共晶点及TC4材料的相变温度点选择焊接温度。当焊接温度低于共晶点942 ℃时,界面以固相扩散为主,接头处存在较大孔隙,中间层Ni箔残留;当焊接温度高于共晶点942 ℃时,界面出现固液扩散过程;当焊接温度为970 ℃,保温时间为120 min,焊接压力为0.1 MPa时,钛合金加Ni箔中间层能实现有效连接,焊接接头抗拉强度达到946 MPa,接近母材抗拉强度。     

钛合金与不锈钢的相变超塑性扩散焊工艺

用相变超塑性扩散焊法实现了钛合金TA17与不锈钢0Cr18Ni9Ti之间的连接.研究了工艺参数对接头强度的影响,得到试验条件下钛合金与不锈钢焊接的优化工艺参数为循环上限温度890℃, 循环下限温度800℃, 循环次数10, 焊接压力5MPa, 循环加热速度30℃/s.在优化的工艺条件下,接头强度达到307MPa,而焊接时间仅为160s.对拉伸断口进行了扫描电镜观察、能谱分析和X射线衍射分析,发现断裂沿FeTi和β-Ti层之间的某一个位置发生,FeTi金属间化合物层是接头的最薄弱环节.对接头进行了能谱分析,结合Fe-Cr-Ti三元相图发现,钛合金与不锈钢之间的反应区内依次形成了σ、Fe2Ti、FeTi和β-Ti层.     

亚微米级Al2O3p/6061Al铝基复合材料扩散焊接工艺

以亚微米级Al2O3p/6061 Al铝基复合材料为对象,研究了直接扩散焊与采用中间层扩散焊两种工艺焊接铝基复合材料的特点、机理,分析了中间层对接头强度的影响规律.结果表明,在铝基复合材料液、固温度区间,存在"临界温度区域",在此温度区域进行直接扩散焊接时,通过液相基体金属的浸润,使得在扩散接合面中增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,获得高质量焊接接头;进一步研究发现,在扩散接合面上采用合适的基体中间层同样可以将增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,同时增大"临界温度区域"范围,接头性能更加稳定,接头变形量进一步减小(＜2%).     

真空扩散焊热循环对2A14铝合金接头界面演变的影响

分别选取500,530,560 ℃焊接温度,进行2A14铝合金真空扩散焊,保温时间为60 min,焊接压力为4 MPa,真空压力低于3.4×10-3 Pa.焊后用扫描电镜(SEM)观察接头的焊合率、界面和母材组织形貌.结果表明,在500 ℃固溶线以下温度进行2A14铝合金扩散焊时,主要是界面微区塑性变形破碎氧化膜,实现局部微量的金属之间连接,焊合率很低.温度继续升高到530 ℃,超过固溶线温度,但小于Al-Cu共晶温度时,增加了界面CuAl2相结合机理,焊合率有明显提高.焊接温度在Al-Cu共晶温度以上,达到560 ℃时,CuAl2相完全溶解并在晶界生成共晶液相.该液相挤压、破碎界面氧化膜,并填充界面微孔,焊接接头界面呈正弦波状界面形貌,因而焊合率显著提高.根据这一分析结果,建立了晶界液相生成与界面氧化膜的破碎模型.     

20钢与0Cr18Ni9异种金属材料的瞬时液相扩散焊研究

采用FeNiCrSi合金作为中间层,以氩气作保护气,在开放环境中,对20钢和0Cr18Ni9异种金属材料进行瞬时液相扩散焊研究。结果表明,采用铁镍非晶体中间层能够实现20钢与0Cr18Ni9的瞬时液相扩散焊连接,连接强度和弯曲性能能够满足要求;通过观察不同焊接温度下的接头金相组织以及不同保温时间下接头处的电镜扫描显微组织和元素分布,分析焊接温度和保温时间对中间层与母材之间元素扩散的影响。试验发现,焊接接头区域出现元素扩散的非对称性,原中间层中心位置向0Cr18Ni9发生偏移。     

瞬间液相连接的过冷连接新工艺

提出了瞬间液相(TLP)连接的新工艺--过冷连接工艺,即首先将待连接区域加热至某高温进行短时保温,然后再降至一定温度进行长时保温连接.由于液相经历了一次温度过冷,在液/固界面前沿就形成了成分过冷区,破坏了平衡状态下的界面稳定性,形成胞状界面.随着凝固过程的完成,界面消失,形成跨界面连续晶粒,实现冶金接合.以Fe-Ni基非晶合金为中间层,进行了低碳钢过冷TLP连接实验,并与传统的TLP连接工艺进行了比较.结果表明,过冷TLP连接工艺产生了非平面状界面,并且随着凝固的完成界面消失,形成无界面的组织均匀接头.与传统TLP连接工艺接头相比,过冷TLP连接工艺可大大提高接头冲击韧性,其数值达到母材水平.     

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...     

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

A two-step transient liquid phase diffusion bonding process of T91 steels

In this study,a two-step heating process is introduced for transient liquid phase( TLP) diffusion bonding for sound joints with T91 heat resistant steels. At first,a short-time higher temperature heating step is addressed to melt the interlayer,followed by the second step to complete isothermal solidification at a low temperature. The most critical feature of our new method is producing a non-planar interface at the T91 heat resistant steels joint. We propose a transitional liquid phase bonding of T91 heat resistant steels by this approach. Since joint microstructures have been studied,we tested the tensile strength to assess joint mechanical property. The result indicates that the solidified bond may contain a primary solid-solution,similar composition to the parent metal and free from precipitates. Joint tensile strength of the joint is not lower than parent materials. Joint bend's strengths are enhanced due to the higher metal-to-metal junction producing a non-planar bond lines.Nevertheless,the traditional transient liquid phase diffusion bonding produces planar ones. Bonding parameters of new process are 1 260 ℃ for 0.5 min and 1 230 ℃ for 4 min.     

真空钎焊不锈钢接头组织及扩散处理研究

采用BNi-2,BNi-5这2种镍基钎料真空钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢.利用金相分析,X射线衍射物相分析方法对钎焊接头组织特性、相组成和扩散处理后组织进行了研究.结果表明:在真空钎焊过程中,钎料和母材中元素产生明显扩散;扩散处理能够消除钎缝中化合物相,使接头组织均匀化.     

W与Cu合金瞬时液相连接分析

采用金属粉末67Cu-33Mn,67Cu-33Mn-5Ni（质量百分比）为中间层对W与Cu合金进行了瞬时液相连接,利用SEM、EDX分别对试样进行显微组织及成分分析,并探讨其连接机理。结果表明,中间层67Cu-33Mn-5Ni获得的接头比中间层67Cu-33Mn的显微组织更致密,结合性更好。分析认为,M的加入,提高了中间层溶质的扩散率,加速了液相的等温凝固;Ni还溶解一定量的W,形成Ni（W）固溶体。其连接机理是通过中间层Cu-Mn形成液相,与母材Cu实现瞬时液相连接;与母材W实现钎焊连接。     

钛合金与钢异种材料钎焊研究现状

钛合金与钢复合构件在航空航天领域具有广阔的应用前景,实现钛/钢复合构件工程化应用的关键是获得性能优良的钛/钢连接接头。综述了钛/钢钎焊的研究现状,系统阐述了银基钎料、钛基钎料、瞬时液相扩散焊及复合中间层工艺连接钛/钢的研究成果,并进行了总结与展望。     

化学镀锡钎料钎焊黄铜的接头组织和力学性能

采用化学镀方法在BAg45CuZn钎料表面镀覆微米锡层,并用镀锡银钎料以火焰钎焊工艺连接H62黄铜。借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析锡化学镀层、H62黄铜钎焊接头的显微组织和物相,并利用万能拉伸机和SEM表征钎焊接头的抗拉强度和断口形貌。结果表明,锡化学镀层结晶晶粒呈现明显的(110)、(210)择优取向,化学镀锡银钎料连接的接头中母材与钎缝结合紧密,接头组织中富Cu相减少,出现Cu_5Zn_8化合物相。随着基体钎料表面镀锡含量升高,钎焊接头的抗拉强度呈现先升高后降低趋势。在化学镀锡含量为6.0%(质量分数)时,钎焊接头的抗拉强度为353MPa。镀锡前后钎焊接头的拉伸断口均呈现韧性断裂。     

A novel approach to compact braze aluminum alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｍｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｅｖｉｃｅｓｍａｄｅｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓ ,ｔｈｅｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｂｒａｚｅｄｓｅａｍｉｓｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｆａｃ     

Interfacial microstructure and mechanical properties of tungsten carbide brazed joints using Ag-Cu-Zn + Ni/Mn filler alloy

WC-Co hard metal was furnace brazed by Ag-Cu-Zn+Ni/Mn filler alloy using a tube furnace under high-purity argon at 730 °C. The influence of brazing time and gap size of joints was studied. The results revealed the maximum shear strength of (156±7) MPa for samples with 150 µm gap size at a holding time 15 min. The characterization and microstructure of the brazed joints were characterized by SEM, EDS and XRD. The results showed that increasing the time from 5 to 15 min could provide a better chance for the liquid interlayer to flow towards the base metal. However, the formation of some metallic phases such as Mn₃W₃C at brazing time longer than 15 min resulted in decreased shear strength of the joint.     

Transient liquid phase diffusion bonding of a single crystal superalloy DD6

0Introduction DD6isasecondgenerationsinglecrystalsuperalloy developedbyBeijingInstituteofAeronauticalMaterials, whichpossessesmanyadvantagessuchashighstrengthat elevatedtemperature,excellentcomprehensiveperform anceandgoodmicrostructuralstability.DD6allo…