钎焊及其设备

LD31铝合金电刷镀SnPb钎料合金软钎焊；Ti对金属间化合物增强陶瓷钎焊接头组织与性能的影响；半导体激光焊接系统的特点及萁在无铅软钎焊中的应用；锌铝合金钎焊接头组织结构研究；Sn-3．5Ag 0．6Cu合金对铜引线的钎焊性研究。     

铝合金与不锈钢钎焊性能影响因素的研究

本研究使用Al-Si钎料对各种铝合金与不锈钢在电阻炉中实施了钎焊.对接头成败、钎焊界面间铝合金、钎料和钎剂成分的元素扩散状况和组织变化进行了EDX,EPMA分析;并用XRD检测了钎剂对不锈钢的影响;还根据试验结果对熔融钎料层的消失即等温凝固时间进行了理论推定;进而将推定结果和Al-Si与Al-Zn系重叠扩散的理论解析进行了对比考察、验证.其结果为:铝合金与不锈钢的空气中钎焊要得到强固的接头是很困难的;使用钎剂去除不锈钢的氧化膜并使其产生湿润所需的时间比铝合金要长:接头不能形成的主要原因是钎料在对不锈钢产生润湿前,先与铝合金产生润湿、反应后急速等温凝固:而此等温凝固是由钎剂中的Zn扩散到钎科及铝合金母材中所致.     

铝合金钎焊技术研究进展及展望

对铝合金的钎焊技术及工业应用进行了简要的回顾和总结,从钎焊方法、钎焊材料及钎剂开发等方面分析了铝合金钎焊特点,并指出了热交换器用铝合金钎焊技术未来的研究方向和发展趋势。今后铝合金特别是热交换器用铝合金钎焊技术的主要研究方向为真空钎焊、环保及低温钎料、无钎剂钎焊技术等。另外,随着钎焊技术的不断发展,结合有限元模拟的钎焊精密控制和钎焊机理的研究也越来越成为关注的焦点。     

铝及其合金软钎焊技术的研究现状

本文综述了铝及铝合金软钎焊近年来的研究动态。指出了钎剂在铝质材料软钎焊中的重要作用,分析了无铅钎料成分的优缺点,并讨论一些新出现的钎料配方和钎焊工艺以及目前的发展趋势。还阐述了一些较新型的钎焊加热工艺,并指出其优点和应用前景。     

Al-12Si自钎剂钎料环的制备及3003铝合金的钎焊

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料环,对自钎剂钎料的显微组织、润湿性以及钎焊3003铝合金接头显微组织进行了研究。结果表明,自钎剂钎料显微组织由块状初晶硅,α-Al固溶体以及颗粒状KAlF_4钎剂组成;钎料环在3003铝合金上润湿性能良好,钎焊的3003铝合金接头组织主要由α-Al固溶体和针状Si相组成,接头抗拉强度达到70 MPa。     

KF-KBr-AlF3-CsF钎剂去除6061铝合金表面氧化膜机制

研制了一种新型铝合金无腐蚀钎剂,该钎剂具有较低的熔点和良好的去膜能力,可用于6063,6061等含镁铝合金的钎焊,解决了传统无腐蚀钎剂无法钎焊含镁铝合金的问题.文中对钎剂的去膜机理进行了深入研究,通过X衍射分析了钎剂和纯氧化镁粉末及铝板表面的氧化物反应的产物,通过分析得出:KF-KBr-AlF3-CsF钎剂的中Cs+的强金属性,夺取了氧离子,从而使氧化镁膜溶解破裂;MgO和大多数Al2O3是通过化学反应而除去的,而MgAl2O4和部分Al2O3是通过物理作用去除的.     

Al-Si-Cu-Zn钎料性能研究

采用4种Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊纯铝和6063铝合金,研究不同成分钎科的钎焊工艺性能和接头力学性能.试验结果表明:Al55Si10Cu20Zn5钎料熔点最低,固相线为499.5 ℃,液相线为523 ℃,比传统的Al-Si钎料液相线降低了60 ℃左右;Al65Si10Cu20Zn5钎料相对于其他3种Al-Si-Cu-Zn钎料,与QJ201钎剂或QF钎剂匹配,在纯铝和6063铝合金上均具有最佳的润湿性;采用QJ201钎剂,A165S110Cu20Zn5钎料无论在钎焊纯铝还是6063铝合金时,均具有最高的抗剪强度.     

锌铝合金钎焊接头组织结构研究

研制了钎焊锌铝合金的Cd-Sn-Zn钎料、ZnCl2-NH4Cl-KF钎剂,研究了锌铝合金炉中钎焊及火焰钎焊的工艺参数,并使用TEM．SEM和X-Ray对钎焊接头进行了分析。结果表明,经优化的炉中钎焊工艺参数为：加热温度320℃、保温时间15min、钎焊间隙0．14mm。钎焊接头界面区出现了大量的硬质点相,Cd与Mg2Cu6Al5之间存在（102）Cd／／（111）Mg2Cu6Al5,（220）Mg2Cu6Al5／／（010）Cd,（224）Mg2Cu6Al5／／（211）Cd的相结构关系,提高了接头的结合强度;界面区包含了母材和钎料中的所有物相且有一定宽度,界面区的Zn含量高且Sn分布均匀,表明钎料与母材发生了剧烈的扩散。     

中温氟铝酸盐铝钎剂的研究现状和发展趋势

Nocolok 钎剂虽具有无腐蚀、不溶于水等优点,但其操作温度过高,一多半的铝舍金不能用其进行钎焊.重点介绍了3种中温氟铝酸盐钎剂,但由于其价格昂贵或有毒,其应用受到了一定的限制.笔者认为:钎剂未来的发展方向将会在继续保持钎剂无腐蚀、不溶性的基础上,考虑常用铝合金的不同固相线熔点和特性,研发出匹配于常用钎焊铝合金的钎荆系列,同时还进一步降低钎剂的熔化温度,提高钎剂活性,增加钎剂的稳定性,使Nocolok系列钎荆适用于更多种的铝合金.     

铝及铝合金的钎焊材料

介绍了铝及铝合金钎焊常用的铝基钎料和软钎料，简述了铝及铝合金钎焊材料的加工技术和发展方向。     

6063铝合金氧化膜与CsF-AlF3及KF-AlF3钎剂的反应机制

选用CsF-AlF3和KF-AlF3钎剂,研究了两种钎剂在6063铝合金表面不同温度下的去膜效果,并分析和探讨了钎剂与6063铝合金表面氧化膜的反应机制.研究发现,CsF-AlF3,钎剂是以反应、溶解的机制去除6063铝合金表面氧化膜的,NHIF在高温下生成的HF是CsF-AlF3钎剂去膜的关键化合物.此外,H2O的存在或形成促进了HF的生成,从而加速了钎剂的去膜进程.CsF-AlF3,,钎剂反应产物中没有发现CsF和AlF3,只有少量的CsAlF4存在.在570℃下,KF-AlF3钎剂反应产物中以KAlF4为主,而在610℃条件下,KAlF4已不存在,只有少量的KMgF3生成.结果表明,在610℃条件下,Mg,Mn元素和KAlF4将逐渐地消耗掉,使得钎剂熔点急剧升高,导致钎剂流动性变差.     

Wetting of Cu and Al by Sn-Zn and Zn-Al Eutectic Alloys

Wetting properties of Sn-Zn and Zn-Al alloys on Cu and Al substrates were studied. Spreading tests were carried out for 3 min, in air and under protective atmosphere of nitrogen, with the use of fluxes. In the case of Zn-Al eutectic, spreading tests were carried out at 460, 480, 500, and 520 °C, and in the case of Sn-Zn eutectic at 250, 300, 350, 400, 450, and 500 °C, respectively. Solidified solder/substrate couples were cross-sectioned and subjected to microstructure examination. The spreading tests indicated that the wetting properties of eutectic Sn-Zn alloys, on copper pads do not depend on temperature (up to 400 °C), but in the lack of protective atmosphere, the solder does not wet the pads. Wettability studies of Zn-Al eutectic on aluminum and copper substrates have shown a negative effect of the protective nitrogen atmosphere on the wetting properties, especially for the copper pads. Furthermore, it was noted that with increasing temperature the solder wettability is improved. In addition, densities of liquid solders were studied by means of dilatometric technique.     

镁合金的低功率激光活性焊

试验研究几种常见活性剂对镁合金激光焊接过程的影响.结果表明,在低功率激光条件下,氧化物和氯化物活性剂能够增加镁合金激光焊接的熔深和深宽比.试验中,SiO2能够增加焊接熔深220%左右,证明通过使用活性剂来增加熔深,降低镁合金薄板激光焊接的成本是可行的;焊接热输入是影响活性激光焊熔深的重要参数;熔深增加的主要原因是活性剂微细粉末在激光作用初期增加对激光能量的吸收率.     

熔剂对高频熔覆耐磨覆层工艺性能的影响

采用高频感应加热可以在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料,熔剂对覆层与基体的结合、覆层表面成形、脱渣性等工艺性能起着决定性的作用。本文探讨了熔剂对高频熔覆工艺性能的影响。在Fe基Cr13Ni2B合金粉末中加入适量的焊剂431、硼酐及氟化物,可以有效地去除粉料表面的氧化物,降低其熔点,促进粉料与基体的结合,形成一层脱渣容易、表面成形美观且与基体形成牢固冶金结合的耐磨覆层,覆层厚度可以达到2.5mm。     

熔剂对高频熔覆耐磨覆层工艺性能的影响

采用高频感应加热可以在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料，熔剂对覆层与基体的结合、覆层表面成形、脱渣性等工艺性能起着决定性的作用。本文探讨了熔剂对高频熔覆工艺性能的影响。在Fe基Cr13Ni2B合金粉末中加入适量的焊剂431、硼酐及氟化物，可以有效地去除粉料表面的氧化物，降低其熔点，促进粉料与基体的结合．形成一层脱渣容易、表面成形美观且与基体形成牢固冶金结合的耐磨覆层，覆层厚度可以达到2．5mm。     

铝合金表面液态钎料声致铺展前沿氧化膜行为的研究

超声波钎焊技术始于上世纪30年代末,它无需钎剂即可实现铝合金、铝基复合材料、钛合金、陶瓷等难润湿材料的连接,被普遍认为是替代钎剂钎焊最有前途的方法。钎料/母材润湿界面氧化膜的去除是超声波钎焊中的一个主要问题,氧化膜的残留将严重影响钎焊质量。本文针对铝合金表面液态钎料声致铺展前沿往往存在氧化膜残留的问题,采用实验与模拟相结合的方法分析了氧化膜残留的特征、原因,并提出相应的消除措施。本文的研究工作对提高超声波涂覆、表面金属化以及超声波钎焊的质量具有重要意义。     

单一及复合氧化物活性剂对镁合金A-TIG焊的影响

以AZ31B变形镁合金为材料,采用五种单一氧化物MgO,Cr2O3,CaO,TiO2,MnO2进行混合配制得到复合配方.比较了无活性剂、涂敷单一TiO2活性剂和复合活性剂的焊缝熔深、接头金相组织、相组成及力学性能.结果表明,熔深达到最大的复合活性剂比常规TIG焊增加2.5倍左右,也比单一活性剂的熔深增加效果明显,同时其焊缝中晶粒比单一TiO2活性剂的晶粒细小,焊缝的抗拉强度比单一TiO2活性剂的高.经XRD分析复合配方中活性元素的加入改善了焊缝的相组成,避免了接头低熔点镁铝化合物脆性相的形成.     

稀土氧化物对高铝锌基合金力学性能的影响

采用颗粒增强法提高高铝锌基合金的性能,研究了稀土氧化物对高铝锌基合金的室温及高温力学性能的影响,并利用扫描电镜观察了锌铝合金的显微组织及断口形貌。结果表明,稀土氧化物对合金起到弥散强化作用,强度提高33%,硬度提高30%,高温强度有所改善,伸长率降低。     

光亮碱性Zn-Al合金电镀工艺研究

在碱性锌酸盐镀锌液中加入铝盐，研究成功了一种光亮碱性锌铝合金电镀工艺。采用霍尔槽试验探讨了镀液成分和工艺条件对镀层质量的影响，检测了镀液和镀层性能。研究结果表明：镀液阴极电流效率达到80%以上，镀液分散能力和复盖能力好，镀层中铝含量为1．5％左右，所形成的Zn-Al合金镀层结晶细致、光亮度好、结合力好、耐蚀性优良，适用于作高耐蚀性镀层。     

Ga2O3对CsF-RbF-AlF3钎剂在铝、钢表面润湿铺展性能的影响

本文研究了添加微量Ga2O3的CsF-RbF-AlF3钎剂和Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展性能的反应规律。试验结果表明,添加极微量的Ga2O3即能够显著促进Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展,其最佳添加量应控制在0.001~0.003wt.%范围。对钎剂残渣的XRD分析结果和化学反应热力学计算表明,微量Ga2O3的添加,一方面能够促进CsF-RbF-AlF3钎剂溶解、反应去除6063铝合金和Q235低碳钢表面的氧化膜;另一方面,在钎焊过程中,由于Ga2O3被还原成金属Ga,Ga元素具有“集肤效应”,富集于钎料和母材的界面,大大降低了钎料与母材间的界面张力,从而促进了钎料在母材上的润湿、铺展。