Al2O3P/6061Al复合材料瞬间液相扩散连接

用纯金属作中间层TLP连接颗粒增强铝基复合材料,接头存在增强相偏聚区,是接头力学性能的薄弱区域.控制增强相偏聚区是改善接头力学性能的一种有效途径.文中尝试用Cu,Al金属复合中间层TLP连接Al2O3P/6061Al复合材料,探讨了其接头的显微结构和力学性能特点.结果表明,用Cu,Al金属复合中间层能够控制接头增强相偏聚,改善接头抗剪强度.在连接温度600℃,保温时间60min的工艺条件下,10 μm Al/10 μm Cu/10 μm Al复合中间层接头增强相偏聚明显下降,接头抗剪强度110 MPa;1.5 μm Cu/10 μm Al/1.5 μm Cu复合中间层接头无明显的增强相偏聚,接头抗剪强度123 MPa.     

铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱仪及电子拉伸试验机系统地研究了Cu,Ag作为中间层铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。根据组织结构特点接头可分为增强相偏聚区、增强相贫化区和母材区。增强相偏聚区的组织主要为Al2O3颗粒和铝合金基体，并含有汪量的MgAl2O4化合物，对于Cu中间层接头还含有少量的Al2Cu化合物。连接温度、连接时间和中间层厚度对接头抗剪强度具有较明显的影响。在一定条件下，Cu,Ag中间层接头的抗剪强度分别为82－99MPa和86－109MPa。增强相偏聚区是接头最薄弱的区域，减少增强相的偏聚是进一步改善接头力学性能的重要途径。     

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相（TLP）扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系，人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p／6061Al的TLP扩散焊（用Cu箔作中间层）焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象，在Matlab语言环境下，以正交实验数据作为训练和预测样本，用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明：正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的，切实可行的。     

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散焊的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相(TLP)扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系,人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p/6061Al的TLP扩散焊(用Cu箔作中间层)焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象,在Matlab语言环境下,以正交实验数据作为训练和预测样本,用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明:正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的,切实可行的。     

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%).     

铝基复合材料扩散焊接接合区微连接行为

以铝基合材料Al2O3p/6061Al为对象,对该种材料扩散焊接接合区微连接行为进行了探索性的研究,分析了接头微观组织及力学性能。研究表明,扩散焊接温度对接合区的微连接行为有显著影响,当焊接温度低于铝基复合材料固相线温度时,增强相-基体、增强相-增强相之间微连接属弱连接;当焊接温度介于该种材料液、固两相温度区间时,接头区域出现液态基体金属,增强相-基体之间可以实现较好结合,同时液态金属对增强相-增强相接触部位进行渗透,使增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相结合,在此基础上发现在铝基复合材料液、固两相温度区有“临界温度”存在,为成功实现该种材料扩散连接奠定理论基础。     

Al2O3-TiC/Q235真空扩散钎焊界面组织及抗剪强度

为了获得Al2O3-TiC陶瓷基复合材料与Q235钢的接头,采用Ti/Cu/Ti复合中间层对Al2O3-TiC复合材料与Q235低碳钢进行了真空扩散钎焊。通过扫描电镜、能谱分析和电子探针、抗剪试验等测试方法对Al2O3-TiC/Q235扩散钎焊界面的组织、成分及结合强度进行分析。结果表明,控制加热温度为1110℃,可获得界面抗剪强度122MPa的Al2O3-TiC/Q235扩散钎焊接头,Ti/Cu/Ti复合中间层与Al2O3-TiC和Q235润湿性较好,并发生一定程度的扩散反应,在Al2O3-TiC与Q235之间形成厚度约80μm的界面过渡区,过渡区内形成的组织结构主要是Ti3AlC2,Fe2Ti,Cu和TiC。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接

铝基复合材料采用Cu箔、Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层进行瞬间液相连接。研究了保温时间和压力对铝基复合材料接头组织和性能的影响。研究发现，加压能有效改善铝基复合材料接头组织和性能；采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层时铝基复合材料接头强度最高，达189.6MPa，约为母材强度的84.6%。     

用复合中间层扩散连接钛铝基合金与镍基合金

采用Ti／Nb和Ti／Nb／Ni复合中间层扩散连接钛铝基合金与镍基合金．采用扫描电镜、电子探针等手段对接头的界面组织及断口进行分析,采用抗剪强度测试对接头的连接强度进行评价．结果表明,在连接温度为900℃,连接压力为20MPa固定的情况下,采用Ti／Nb复合中间层,在连接时间为30min时,接头抗剪强度最高为273．8MPa,接头断裂于GH99／Nb界面;采用Ni／Nb／Ti复合中间层,在连接时间为60min时,接头抗剪强度最高为314．4MPa,接头断裂于Ti／TiAl界面的Ti3Al反应层．采用Ni／Nb／Ti复合中间层所得接头强度较Nb／Ti复合中间层有较大提高,且接头的断裂位置发生变化,说明镍中间层的加入,对缓解接头应力有一定的作用．     

钎焊及其设备

20093152镀锌钢板脉冲电弧钎焊接头界面组织及性能分析/李瑞峰…//焊接学报.-2008,29(11):93~96采用脉冲钨极氩弧钎焊使用CuSi3钎料对镀锌钢板进行了连接。主要研究脉冲频率变化对接头界面组织和力学性能的影响。结果表明,当电弧脉冲频率由100Hz增加到2000Hz时,电弧钎焊熔池的搅拌和冲刷作用效果逐渐增强,促进了界面须状金属间化合物的破碎行为和熔池成分过冷区域的增加,使得钎料区域内部Fe5Si3(Cu)强化相数量不断增多,弥散宽度变宽,由40μm增加到120μm,接头显微硬度最大值也相应增加,由175MPa增加到204MPa。图3参920093153Al2O3-TiC/Q235真空扩散钎焊界面组织及抗剪强度/王娟…//焊接学报.-2008,29(12):25~28为了获得Al2O3-TiC陶瓷基复合材料与Q235钢的接头,采用Ti/Cu/Ti复合中间层对Al2O3-TiC复合材料与Q235低碳钢进行了真空扩散钎焊。通过扫描电镜、能谱分析和电子探针、抗剪试验等测试方法对Al2O3-TiC/Q235扩散钎焊界面的组织、成分及结合强度进行分析。结果表明,控制加热温度为1110℃,可获得界面抗剪...     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接。研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属（无增强颗粒）区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因。加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能。采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189．6MPa,约为母材强度的85％。本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论。     

高强度铸造铝铜合金微观组织对性能的影响

研究了微观组织对ZL205A系铸造铝铜合金热处理后强度和塑性的影响。结果表明:影响该合金强度和塑性性能的微观组织主要是晶粒尺寸、晶内、晶界沉淀相,弥散析出相和未固溶相。晶界处主要是θ相、N相、初生T相的混合组织,当呈针状或条状时恶化合金性能,当呈半连续的骨骼对合金性能影响较小。晶内细小弥散的二次T相是主要强化相,当T相聚集长大会降低强度。过剩相θ相,当呈大块分布时降低合金塑性,当呈细小均匀分布时对合金性能影响较小。     

LF2铝合金与Q235钢加入中间Cu层电子束焊接接头组织及形成机理

对2 mm厚的LF2铝合金和Q235钢平板试件进行了加入中间过渡层金属Cu的电子束对接焊接试验,利用光学金相、扫描电镜及能谱分析等方法研究了接头各区域的组织结构和成分分布.结果表明,接头可分为三个焊缝组织区域,其中靠近钢侧的焊缝区主要为Fe基固溶体,并含有少量金属间化合物;靠近铝侧的焊缝区为含有Fe-Al系及Al-Cu系金属间化合物的Al基固溶体;焊缝中部区为呈层带状分布的多种Fe-Al以及Al-Cu脆性金属间化合物混合区.分析认为虽然引入了铜过渡层,但在焊缝中依然有较多金属间化合物生成,特别是焊缝中部区域上,呈连续层带状分布的多种脆性金属间化合物的产生是影响接头强度的主要因素.在对接头组织结构分析的基础上,建立了描述LF2/Q235异种金属电子束对接接头形成过程的物理模型.     

Formation process, microstructure and mechanical property of transient liquid phase bonded aluminium-based metal matrix composite joint

1　INTRODUCTIONThealuminium basedmetalmatrixcomposites(MMCs)areadvancedmaterialsthathavesuperiorproperties ,especiallyincreasedstiffness ,highstrength ,goodwearresistanceandsuperiorelevatedtemperatureproperties .Theyhavereceivedconsider ableattentionascandidatesforadvancedindustrialapplications[1,2 ] .But ,theirapplicationshavebeenseverelyrestrictedbythelackofasuitablejoiningmethod[3] .AlthougthfusionweldingmethodscanbeusedtojointheMMCs ,themethodsnormallytendtoresultinunfavourablejoint…     

Transient liquid phase bonding of TiC particulate reinforced magnesium metal matrix composite （ TiCp/AZ91 D）

Microstructures and mechanical properties of transient liquid phase （TLP） bonded magnesium metal matrix composite （ MMC） joints using copper interlayer have been investigated. With an increase of bonding times from 5 min to 50 min at bonding temperature of 510 ℃ , the average concentration of copper in the bonded zone decreased, the microstructure in the zone changed from Cu, α-Mg and CuMg2 to α-Mg, CuMg2 and TiC, and mechanical properties of the joint increased. The shear strength of the joint bonded at 510 ℃ for 50 min reached 64 MPa due to the metallurgical bonding of the joint and improving its homogeneity of composition and microstructure. It is favorable to increase the bonding time for improving mechanical properties of TLP bonded magnesium MMC joint.     

Fe3Al合金的钎焊性能试验研究

分别采用铜基钎料及工业纯铝1060(L2)作中间层在空气炉中进行Fe3Al合金的钎焊试验。试验结果表明：采用铜基钎料钎焊Fe3Al合金与18—8钢试样,钎料对母材的润湿性良好,且在Fe3Al合金一侧出现Cu的晶间渗入现象及微裂纹;采用纯铝箔作中间层钎焊Fe3Al合金,接头区域有明显的扩散反应区,通过对接头区的显微硬度进行测定,并结合X射线衍射分析结果,发现在接头处有高硬度的脆性相(Fe2Al5)生成。     

C_f/SiC复合材料与钛合金Ag-Cu-Ti-C_f复合钎焊

采用Ag-Cu-Ti-Cf(Cf:碳纤维)复合钎料作中间层,在适当的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与钛合金,利用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验检测接头力学性能.结果表明,钎焊时复合钎料中的钛与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成Ti3SiC2,Ti5Si3和少量TiC化合物的混合反应层.复合钎料中的铜与钛合金中的钛发生互扩散,在连接层与钛合金界面形成不同成分的Cu-Ti化合物过渡层.钎焊后,形成碳纤维强化的致密复合连接层.碳纤维的加入缓解了接头的残余热应力,Cf/SiC/Ag-Cu-Ti-Cf/TC4接头抗剪强度明显高于Cf/SiC/Ag-Cu-Ti/TC4接头.     

30CrMnSi/Cu/V/TC4电子束焊接试验研究

使用Cu/V中间层实现了30CrMnSi合金钢与TC4钛合金的电子束焊接,探究了接头组织和性能特征.结果表明,通过添加Cu/V过渡层金属可以避免Ti-Fe元素的直接混合反应生成脆硬的金属间化合物.焊缝不同区域分布着不同组分及性能的特征相,靠近钢侧焊缝为偏聚形成的富Fe相与富Cu相,靠近钛侧焊缝在形成Ti-V固溶体的同时...     

Features of microstructure and fracture in the transient liquid phase bonded aluminium-based metal matrix composite joints

Transient liquid phase (TLP) bonded aluminium-based metal matrix composite (MMC) joints can be classified into three distinct regions, i.e. the particulate segregation region, the denuded particulate region and the base material region. The microstracture of the particulate segregation region consists of alumina particulate and Al alloy matrix with the Al2 Cu and MgA12 04. It contains more and smaller alumina particalates compared with the base material region. The TLP bonded joints have the tensile strength of lSO MPa -200 MPa and the shear strength of 70 MPa ~ 100 MPa. With increasing tensile stress, cracks initiate in the particulate segregation region, especially in the particulate/particulate inter.face and the particulate/matrix integCace, and propagate along particulate/matrix integCace, througth thin matrix metal and by linking up the close cracks. The particulate segregation region is the weakest during tensile testing and shear testing due to obviously increased proportion of weak bonds (particulate-particulate bond and particulate-matrix bond).