LD30铝合金接触反应钎焊的试验研究

试验研究了钢层厚度对LD30/Cu接触反应钎缝组织和性能的影响。结果表明：钢层过薄，共晶反应生成的液相量太少，未能填满缝隙，接头有空洞出现：钢层过厚，共晶反应生成的液相量太多，在钎缝区形成较多的Al-Cu化合物脆性相。这两者都会削弱钎缝的强度。因此，要得到理想的钎焊接头，必须合理调整钢层及钎焊工艺参数。     

母材微量元素对6063铝合金接触反应钎焊的影响

采用铜中间层对6063铝合金进行了接触反应钎焊连接,分析了接头的典型界面结构,着重研究了铝合金母材中微量元素对界面及接头力学性能的影响行为.结果表明,接头界面相主要有Al2Cu,α-Al,Mg2Si,ω-FeCu2Al7.Fe元素导致较高连接温度下ω-FeCu2Al7板条相的生成,影响接头强度.Mg,Si元素以Mg2Si形式富集在钎缝中心,并随保温时间的延长而加剧富集.接头抗剪强度受控于界面产物的种类及形貌、等温凝固的程度.在570℃/60min时接头平均抗剪切强度最高,可达105.3MPa.     

铝合金/铜/不锈钢接触反应钎焊及晶界渗透行为分析

在AI/Cu接触反应钎焊接头中易出现晶界渗透.为此,通过6063铝合金,镀铜层/1Cr18Ni9Ti不锈钢的接触反应钎焊获得晶界渗透形貌,并对晶界渗透机理进行了初步探讨.结果表明,Al/Cu之间的晶界渗透现象十分显著,在接触反应钎焊温度为570℃,保温时间为60 min时,晶界渗透深度达到了200μm左右;原子向晶界扩散是产生晶界渗透的必要条件,但不是充分条件,产生晶界渗透的关键因素在于晶界与基体原子互扩散通量不等,促使空位向晶界迁移,大量空位向晶界迁移的结果造成晶界出现极其微小的沟槽直至产生细微裂纹,在毛细管力作用下,共晶液相被吸入显微沟槽,从而形成晶界渗透;1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面反应层由Fe-Al金属间化合物构成,与之相邻区域主要含Cu-Al金属间化合物,焊缝组织由Al-Cu共晶及大块状铝的固溶体组成.

Abstract：

Grain boundary penetration behavior occurs easily in the AI/Cu contact reactive brazing. In this paper, the mechanisms of formation and evolution of grain boundary penetration were investigated when contact reactive brazing between 6063 Al Alloy and 1Cr18Ni9Ti stainless steel was conducted using Cu as interlayer. The results show that the grain boundary penetration phenomenon is prominent. Grain boundary penetration depth was up to 200 μm when the brazing temperature was 570℃ and holding time was 60 min. The diffusion of atom into grain boundary was not sufficient but necessary for forming of grain boundary penetration. The key factor to induce grain boundary penetration was non-equilibrium diffusion of atom between the grain boundary and base metal, which led to crystal lattice expanding, and promoted the vacancy transferring into grain boundary, and resulted in a thin groove. And then, microcracks were formed in the grain boundaries, the eutectic liquid was sucked into the groove by capillary force, and finally grain boundary penetration was created. The interface reactive layer consisted of FeAl intermetallics (IMCs) in the side of ICr18Ni9Ti, the adjacent zone was Cu-Al IMCs, welded seam zone was composed of Al-Cu eutectic structure and large blocked Al sohd solution.     

6063铝合金/Si粉接触反应钎焊研究

采用Si粉作为反应材料对6063铝合金进行了接触反应钎焊试验,利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等测试手段,初步分析和探讨了工艺参数对溶蚀、钎缝组织及形态的影响.结果表明,使用Si粉作为反应材料无明显溶蚀现象;钎焊温度590 ℃,保温时间小于1 min,钎缝由未溶解的Si颗粒、Al-Si共晶组织及少量的先析Si颗粒构成;保温时间大于3 min,钎缝中先析Si颗粒逐渐长大形成大块状、共晶Si含量显著减少,同时钎缝中出现Al-Si-O的盐类.     

复合电热餐具铝/不锈钢接触反应钎焊新技术

采用接触反应钎焊实现了复合电热餐具铝热管与铝板以及铝板与不锈钢板结构的高致密连接. 通过选择接触反应钎焊的中间层成分, 采用Si为中间层介质进行钎焊工艺试验. 对接头组织的显微分析表明, Si中间层介质与铝基体之间发生共晶反应所产生的Al-Si共晶液相, 能够将铝加热管与铝板以及铝板与不锈钢板大面积结构致密地连接在一起.     

镁合金与铝合金接触反应钎焊的研究

通过控制平均加热速度研究AZ31镁合金和6061铝合金异种金属直接接触反应钎焊。结果表明,最佳连接温度为450℃,保温5 s,平均加热速度为100℃/min。焊接接头的剪切强度为35.4 MPa。断裂发生在接头的界面处,断裂是脆性断裂。最佳工艺条件下减少了接头中Mg_(17)Al_(12)相的数量和尺寸,提高了接头的综合性能。     

泡沫铝接触反应钎焊工艺及性能

采用接触反应钎焊法,以铜箔-铝片-铜箔复合中间层替代单层铜箔在真空(真空度为10-3 Pa)条件下,改变焊接保温时间焊接泡沫铝,得到不同性能的焊接试样.对焊接接头的宏观、微观组织结构与抗弯强度进行了分析比较.结果表明,在焊接温度570℃的条件下,焊接保温时间为15 min的焊接试样失效发生在母材处,其余试样失效位置均发生在焊缝位置.随着保温时间的增加,焊接接头抗弯强度呈现先升后降的变化趋势.保温时间为15 min条件下所得到的焊接接头抗弯强度最高,且高于母材.     

铝接触反应钎焊的成缝行为

接触反应钎焊（CRB）利用中间层材料与母材的冶金反应产生液相实现连接,因此可以弥补常规毛细钎焊工艺的某些不足,本文采用Si作为中间层介质进行了铝的接触反应钎焊,并得到良好的接头,在此基础上,采用经典扩散理论对接触反应钎焊过程中Si中间层的液化及钎缝液相层的形成过程进行了理论分析的计算。结果表明,中间层的液化是一个以秒为数量级来衡量的瞬时过程;随着中间层厚度的增厚,液化时间也逐渐增长;而钎焊温度对中间层的液化时间没有明显的影响。同时对钎缝液相层厚度与保温时间之间的定量关系计算结果表明,保温时间越长,中间层液相的厚度越大,并且温度越高,增长的趋势越大;钎焊温度越高,在同一时间下的中间层液相厚度也越大。     

Ti/Cu/Ti接触反应钎焊溶解机理

采用Cu作中间层进行Ti的接触反应钎焊。研究了初始液相形成机理，液相区宽度与工艺参数之间的关系。结果表明，随着钎焊温度或保温时间的增加，液相区的宽度也随之增加，温度或时间的微小变化对液相区都会产生很大的影响，并且液相区的宽度在其它条件不变的情况下，与保温时间的关系符合平方根定律。理论计算的液化时间与试验结果接近。     

铝合金/Cu/不锈钢接触反应钎焊及中间层溶解行为(英文)

以Cu作为接触反应材料连接6063铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢,探讨焊接工艺参数对接头组织的影响规律,分析中间反应层Cu的溶解特性结果表明:在1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面反应层由Fe2Al5、FeAl3金属间化合物和Cu-Al金属间化合物构成,与之相邻区域主要含Cu-Al金属间化合物,焊缝组织由Al-Cu共晶及大块状的Al固溶体组成;随着保温时间的延长,焊缝组织最为显著的变化是在1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面的金属间化合物层厚度增加,共晶组织宽度逐渐减小;中间反应层Cu的溶解速度非常迅速,是以秒为计量单位的快速过程,厚度为10μm的Cu溶解时间仅为0.47s。     

镁/铜异种金属激光填丝熔钎焊接特性分析

对T2纯铜板与AZ31B镁合金板以搭接接头形式进行激光填丝熔钎焊试验,研究了等热输入下激光功率对镁/铜界面附近物相结构、分布和接头性能的影响. 结果表明,在适当的焊接工艺参数下可获得成形良好并具一定强度的镁/铜搭接接头,抗剪强度最大可达164.2 MPa,为镁合金母材的64%. 激光功率较低时,镁/铜界面主要为极薄的Mg-Cu共晶组织. 当激光功率较高时,从焊缝侧到铜侧,界面组织为α-Mg+(Mg,Al)2Cu共晶组织/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物/Mg-Al-Cu三元化合物/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物;焊缝侧到铜侧,硬度先增大而后突然减小,再缓慢增大,结合面附近达到最大硬度165 HV. 金属间化合物是影响焊接接头性能的主要因素,接头在此处发生脆性断裂.     

铝合金表面焦磷酸盐电镀铜

在铝合金表面电镀铜,可以得到特殊性能的铜包铝导体,兼有铜的优良导电性和铝的密度小的优点,铜包铝导体在很多领域都有应用.采用焦磷酸盐体系在铝合金表面电镀铜,对该工艺进行总结并优化工艺参数,得到了结合牢固的铜镀层,并对不同电镀条件下的镀层微观组织进行观察和分析.     

钛合金TC6与TC11高频感应钎焊工艺

以B-Ti57CuZrNi-S为钎料,在氩气保护气氛下对TC6/TC11钛合金进行高频感应钎焊工艺实验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法,分析气体保护流量、流态以及工艺参数对焊接界面形貌、接头组织及元素分布的影响,并测试接头的抗拉强度。结果表明,钎焊界面主要由富Ti的β-Ti固溶组织和Cu-Ti、Ni-Ti以及(Cu,Ni)Ti/Zr组成的金属间化合物相组成。钎焊接头的抗拉强度随钎焊温度的升高或保温时间的延长,呈现先升高后降低的趋势,接头最高强度可达433MPa。TC6/TC11钛合金高频感应钎焊优化工艺参数带为:焊接温度910℃~930℃,保温时间120~150 s,Ar气保护流量1 MPa。     

TiAl/Ni基合金反应钎焊接头的微观组织及剪切强度(英文)

以Ti为中间层,对TiAl基金属间化合物与Ni基高温合金进行反应钎焊连接,研究反应钎焊接头的界面微观结构及剪切强度。通过实验发现,熔融中间层与两侧母材反应剧烈,生成连续的界面反应层。典型的界面微观结构为GH99/(Ni,Cr)ss(γ)/TiNi(β2)+TiNi2Al(τ4)+Ti2Ni(δ)/δ+Ti3Al(α2)+Al3NiTi2(τ3)/α2+τ3/TiAl。当钎焊温度为1000°C,保温时间10min时,所得接头的剪切强度最高为258MPa。进一步升高钎焊温度或延长保温时间,会引起钎缝组织中组成相粗化和脆性金属间化合物层的生成,从而导致接头剪切强度的降低。     

Laser welding/brazing of 5182 aluminium alloy to ZEK100 magnesium alloy using a nickel interlayer

Aluminium alloy and magnesium alloy were successfully joined by using laser welding/brazing technology via a nickel interlayer. Microstructure and mechanical properties of the dissimilar Al/Mg joints with and without a nickel interlayer were comparatively investigated. No joints were achieved without a nickel interlayer; after welding, specimens were separated without applying any force. By inserting a nickel interlayer, sound metallurgical bonding were obtained at the interfaces. Hence, the joint strength reached 410 N with the failure at Mg/Ni interface. The influence of Ni interlayer on the weld defect, microstructure and joint strength was studied, and the joint formation mechanism was also discussed.     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

高频感应钎焊中电源频率的优化选择

在高频感应钎焊的过程中，要获得良好的钎焊接头，必须要根据接头材料的物理性能选择合适频率的高频电源，采用计算机数值分析手段建立了感应加热电源及其频率范围的选择数值分析模型。研究表明，数值解析法可以作为高频感应钎焊感应加热设备设计的重要方法。在对高频电源电流频率等参数的选择时，利用数值解析模型所得到的解析近似解进行频率选择比传统经验公式更精确。因为后者由平面电磁波在导电媒质中的传播特性导出，更适合于板状结构感应加热时频率的选择。而对于管状或其它复杂形状，利用数值解析解可以较好地对高频电源的频率进行优化选择。