6063铝合金接触反应钎焊接头组织及晶界渗透行为研究

采用Cu箔及Cu箔-Mg粉-Cu箔作为反应层材料,在特定的工艺参数条件下,对6063铝合金进行了真空接触反应钎焊试验,初步分析探讨了钎缝微观组织结构和晶界渗透现象.研究结果表明,单层Cu箔形成的钎缝组织由α-Al固溶体和CuAl2金属间化合物构成,晶界渗透现象较为严重;使用Cu箔-Mg粉-Cu箔形成的接头组织由Al(Mg,Cu)固溶体、CuAl2二元金属间化合物、复杂三元金属间化合物及Al2MgO4构成,接触反应层中加入Mg粉,晶界渗透出现滞后现象.     

6A02铝合金接触反应钎焊接头组织及抗剪强度

使用T2铜箔作为中间层,采用真空接触反应钎焊方法进行6A02铝合金的连接试验。采用扫描电镜分析、能谱分析和强度分析等方法,分析了钎焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响。结果表明,采用铜箔真空接触反应钎焊6A02铝合金时,钎焊接头两侧易出现溶蚀缺陷,且连接温度越高、保温时间越长,溶蚀的程度越严重,钎缝中没有发现钎焊时常见的气孔、夹渣等缺陷,采用接触反应钎焊可以得到致密的钎焊接头。当连接温度为560℃时,钎焊接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl₂和Mg₂Si;当连接温度为570℃,580℃时,钎缝中出现短杆状的ω-FeCu₂Al₇组织,接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl₂,Mg₂Si和ω-Fe Cu₂Al₇;当连接温度为570℃、保温时间为30 min时,获得的接头抗剪强度最高为38.5 MPa,且接头断裂位于6A02钎缝中脆性的CuAl₂化合物反应层。     

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.     

不锈钢真空钎焊接头组织和力学性能研究

采用BNi-2、BNi-5、BDP～1、Cu四种不同钎料真空钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢，对其焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：钎缝的组织与钎焊温度和钎料的成分等因素有关。使用BNi-2钎料钎焊得到的钎缝组织中出现了大量的化合物相；而采用BNi-5、BlIP-1钎料，钎缝中有少量化合物相；Cu钎焊时，钎缝中得到单相组织。BNi-2钎焊接头力学性能较差，而其余三种钎料钎焊接头力学性能较好，其中Cu钎焊接头性能最高。     

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。     

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。     

不锈钢真空钎焊接头力学性能分析

对1Cr18Ni9Ti不锈网真空钎焊(采用4种不同钎料)接头的力学性能进行分析。结果表明：钎缝接头的力学性能与其显微组织有关。在本试验条件下，使用BNi-2钎料钎焊，由于钎缝组织出现了大量的化合物相，故其力学性能较差。采用其余3种钎料钎焊时，因钎缝中只有少量的化合物相，其力学性能较好。     

2024铝合金超声辅助钎焊接头的微观组织演变及力学性能

对低温下采用Zn-5Al钎料超声辅助钎焊2024铝合金进行研究。在温度为400℃时,采用功率为200W、振幅为15μm、频率为21kHz的超声对试样实施连接。采用超声波来加速Al从母材到焊缝的溶解,从而改变接头的微观组织。同时,通过增加超声时间来降低接头中共晶组织的含量。当超声振动时间从3s增加到30s时,焊缝中共晶相的含量从12.9%减少到0.9%剪切强度提高了20%,并且,当超声振动时间为30s时,接头的剪切强度达到最大为149-153MPa。为了研究接头力学性能的变化,测试了接头中各相的弹性模量和硬度,同时分析了不同超声振动时间下的接头断口形貌。     

新型不锈钢热交换器真空钎焊接头的组织分析

采用扫描电镜（SEM）、显微硬度计、金相微镜等方法对新型不锈钢热交换器真空钎焊的接头组织性能进行了分析。试验结果表明，在1118－1130℃钎焊0Cr17Ni12Mo2不锈钢，保温10－20min，在钎缝中形成的柱状晶使接头处有良好的结合状态。钎焊接头由靠近钎缝的奥氏体(γ－Fe)、Cu向γ－Fe中扩散形成的固溶体以及Cu-Ag共晶组织组成。共晶组织中先结晶的α固溶体比后结晶的β固溶体的显微硬度明显高一些。     

用Al-Si钎料连接铝合金与不锈钢的接头组织

以Al-Si共晶合金箔作为钎料扩散钎焊连接6063铝合金与1Cr1 8Ni9Ti不锈钢,首先在真空条件下加热至Al-Si合金熔点,待其熔化后迅速降到Al-Si合金共晶温度以下进行保温,以期减少焊缝中Fe-Al金属间化合物的含量.研究结果表明:低温扩散温度越高,加热时间越长,不镑钢一侧界面的Fe-Al金属间化合物厚度明显...     

不锈钢方管套接接头电子束钎焊微观组织分析

选用合理的电子束钎焊工艺参数,获得了良好的钎焊接头.用扫描电镜和能谱分析仪对钎焊接头的显微组织进行了分析.结果表明,钎料区主要是固溶体组织;母材区除了奥氏体组织外,存在铜元素的扩散.     

厚度主导铝合金表面304不锈钢涂层组织结构及性能的演变行为

目的 评价不同沉积厚度对铝合金基体上304不锈钢涂层综合性能的影响。方法 采用超音速火焰喷涂在铝合金表面制备3种不同厚度（200、600、1 000μm）的304不锈钢涂层。利用附带能谱的扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、维氏显微硬度计、纳米压痕仪、液压式万能试验机以及摩擦磨损试验机,研究涂层的微观结构、物相组成、残余应力、硬度分布、弹性模量、结合强度、弯曲性能和摩擦学行为。结果 304不锈钢涂层组织均匀、无裂纹,与基体结合良好。涂层主要由奥氏体相组成,其余为少量铁素体相和氧化物,且涂层中奥氏体晶粒相比粉末中发生晶粒细化。随着涂层厚度的增加,涂层孔隙率（C200≈0.5%、C600≈2.5%、C1000≈4.3%）、氧含量（C200≈2.4%、C600≈3.1%、C1000≈4.2%）增加,涂层残余压应力减小,显微硬度、弹性模量和结合强度均呈下降趋势;但涂层断裂刚度与其厚度成正比,断裂时裂纹主要沿未熔颗粒边界和氧化物聚集区域萌生和扩展。在干摩擦条件下,304不锈钢涂层的摩擦系数约为0.6,与铝合金相比,摩擦过程更加稳定,耐磨性提高3倍。随着涂层厚度的增加,涂层摩擦系数稳定性降...     

钛/钢异种金属感应钎焊钎料及其工艺性能的研究

研制了钛/钢异种金属高频感应钎焊用四元合金钎料Ag45CuZn3.5Ni.对所制备的不同Ni含量的系列四元合金钎料进行了熔点测定、润湿性以及工艺性能的对比试验.SEM微观组织分析和力学性能测试结果表明,Ni与Ti的化合有效地阻止了Ti-Fe金属间化合物的产生.Ag45CuZn3.5Ni合金钎料可获得剪切强度相对较高的接头.     

低合金钢与双相不锈钢异种金属焊接接头组织和性能的研究

采用2507超级双相不锈钢(2507SDSS)、X80管线钢作为基材,使用熔化极气体保护焊(MIG)技术,制备了2507 SDSS/X80异种金属焊接接头。对异种金属焊接接头不同区域的微观组织结构进行表征,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,在熔合界面与II型界面之间存在明显的Fe、Cr、Ni、Mo、Mn浓度梯度,稀释区具有最高的硬度。X80钢与焊缝金属构成电偶腐蚀,将加速低碳钢的腐蚀,是工业应用中的薄弱环节。     

银基钎料真空钎焊钛/钢接头组织与性能研究

采用Ag-28Cu银基钎料对钛/钢进行真空钎焊。研究钛/钢钎焊接头的拉剪强度、界面微观组织演变与断裂行为的特征,确定不同钎焊工艺对接头拉剪强度和成分分布的影响。结果表明,钛/钢结合界面形成不同的金属间化合物,如CuTi、CuTi2、Cu4Ti3、FeTi等,并且接头微观组织对钎焊试样的拉剪强度有显著影响。接头最高拉剪强度可达100 MPa。不同钎焊条件下断口形貌发生变化,但断裂都是发生在钛/银基合金界面上。     

银基钎料真空钎焊钛/钢接头组织与性能研究

采用Ag-28Cu银基钎料对钛/钢进行真空钎焊。研究钛/钢钎焊接头的拉剪强度、界面微观组织演变与断裂行为的特征,确定不同钎焊工艺对接头拉剪强度和成分分布的影响。结果表明,钛/钢结合界面形成不同的金属间化合物,如CuTi、CuTi_2、Cu_4Ti_3、FeTi等,并且接头微观组织对钎焊试样的拉剪强度有显著影响。接头最高拉剪强度可达100 MPa。不同钎焊条件下断口形貌发生变化,但断裂都是发生在钛/银基合金界面上。     

Ti-28Ni钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织与力学性能

在钎焊温度为1040℃时,采用Ti-28Ni(质量分数,%)钎料实现了TZM合金的真空钎焊连接。采用SEM、EDS等方法分析了接头界面的微观组织结构,并研究了保温时间对TZM合金接头界面结构和性能的影响规律。结果表明,接头的典型界面组织结构为:TZM/Ti_(ss)/δ-Ti2Ni/Ti_(ss)/TZM;随保温时间的延长,焊缝宽度逐渐变小,其中连续的Ti_(ss)层厚度基本无变化,中间的δ-Ti_2Ni层厚度有所降低;同时,TZM母材向焊缝中的溶解量增加。保温时间较短时,焊缝中残留有未溶解的TZM块,延长保温时间使母材溶解更充分。当保温时间为10 min时,接头平均抗剪强度最高为92.6 MPa,断裂发生于δ-Ti_2Ni层,为脆性沿晶断裂。     

不锈钢在熔融铝液中的高温腐蚀

以在常见介质中耐蚀性优良的两种不锈钢材作为耐熔融铝硅腐蚀介质的材料,进行了耐蚀性能的试验和研究。结果表明,不锈钢在熔融铝液中腐蚀的发生受铁铝合金腐蚀层的扩散生长控制,腐蚀速率随时间延长逐渐降低并趋稳定;0Cr25Ni20不锈钢耐蚀性能优于0Cr18Ni9Ti不锈钢。     

钯合金与不锈钢的氩气保护感应钎焊工艺研究

对钯合金管与不锈钢法兰组件结构的氩气保护高频钎焊工艺进行了试验研究,确定了钯合金管高频感应加热钎焊的工艺参数。并对焊接接头进行了质量检测与性能测试。研究表明,采用上述工艺能够对根部出现缺陷的钯合金管组件进行修复。