Cu-P钎料真空钎焊紫铜的钎焊后扩散及组织分析

钎焊后扩散处理能提高硬钎焊接头质量、消除接头缺陷,采用管–板接头设计研究了钎焊后扩散处理对Cu-P钎料真空钎焊紫铜接头组织性能的影响,利用电镜、能谱、拉脱等方法,研究了扩散处理对钎焊接头组织和性能的影响规律. 结果表明,钎缝接头组织主要由铜基固溶体和Cu-P二元共晶组织组成,钎焊后扩散处理使得钎缝中心界面宽度明显变窄,钎焊后扩散使得钎缝组织成分更加均匀,而微量P元素又可细化紫铜晶粒,减少Cu₃P脆性相生成,铜基固溶体增多,铜磷二元共晶逐渐减少;拉脱试验还发现经过扩散处理后接头抗拉强度由原来143 MPa上升至171 MPa,且接头脆硬倾向变小.     

硬质合金与中碳钢的钎焊

为实现中碳钢和硬质合金的高效优质钎焊,以铜钎料和银钎料对其进行了感应钎焊并对焊接结果做一比较,分析了钎焊接头界面组织和焊接前后硬质合金显微硬度变化.结果表明,两种钎料都可以使硬质合金和中碳钢形成良好的钎焊接头,焊缝致密良好、宽度均匀,满足焊接要求.两种焊料的钎焊接头都由钎缝中心区、界面反应扩散区和母材近焊缝一侧的扩散区组成;接头组织靠硬质合金一侧界面平整,钢一侧界面有明显反应过渡层区,而且钎料组分有明显向钢一侧富集的趋势.铜钎料的扩散区相对较窄;银钎料与钢反应扩散区较宽,扩散更充分.维氏硬度测试结果表明,因感应钎焊的淬火效应焊接后硬质合金的显微硬度有显著增加.     

Al-12Si自钎剂钎料烧结温度对3003铝合金钎焊接头性能的影响

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料,对不同烧结温度下钎料的钎焊接头力学性能和显微组织进行了研究.结果表明:在烧结温度为460℃时,自钎剂钎料钎焊3003母材的接头抗拉强度达到最大值67 MPa;自钎剂钎料钎焊接头截面上的显微硬度分布不均匀,且钎缝的整体显微硬度高于两侧母材的显微硬度;烧结温度大于440℃的钎料的钎焊接头均匀饱满,钎料扩散较为充分,钎缝中心处主要是由α-Al固溶体和树枝状、针状Si相组成.     

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。     

ZnAl15夹层AZ31B/Cu扩散钎焊接头组织与性能的研究

以ZnAl15钎料为中间夹层,对AZ31B镁合金与铜在不同温度下进行扩散钎焊。通过电子显微镜观察、能谱成分分析、显微硬度测定、剪切试验等测试方法,研究了焊接温度对焊接接头界面结合区显微组织、元素分布、显微硬度和剪切强度的影响规律。结果表明,采用ZnAl15夹层可以获得冶金结合良好的扩散钎焊接头。界面扩散区由铜侧扩散层、块状化合物层、共晶组织层以及镁基体渗透层三部分组成。在480~500℃,保温10min条件下,随着焊接温度的升高焊缝的宽度增加。在480~500℃,保温20min条件下,接头界面区的显微硬度均呈现两边低中间高的分布规律。随着温度的升高,接头的显微硬度不断增大,而剪切强度呈现先增再减的变化趋势;490℃时接头的剪切强度达到最大,约为64MPa。     

AgCuGa钎料的组织和性能

开发了一种银含量≤50%的新型Ag-Cu-Ga合金钎料,研究了Ag-Cu-Ga合金钎料的熔化特性、钎焊性能及接头的显微组织。结果表明,当Ag-Cu-Ga合金中Ga元素含量为5%时,其熔化温度为771～786 ℃,熔点适中,固液相温差较小。Ag-55Cu-5Ga合金铸态组织主要由富Cu相、富Ag相及Ag-Cu-Ga共晶相组成,这些塑性相为其提供了良好的加工性能。制备的0.1 mm带材清洁性、溅散性良好,在无氧铜、镍片上的铺展性能良好,在不锈钢上钎料有明显的收缩现象。搭接接头拉伸后在母材侧断裂,接头具有较高的强度。通过对接头界面组织分析,发现接头中形成了扩散层和大量的铜基固溶体及少量的细砂型共晶组织,扩散层及铜基固溶体从一定程度上提高了钎焊接头的强度。综合分析,Ag-55Cu-5Ga钎料是一种有望替代Ag-28Cu共晶钎料,满足真空电子器件封接需求。     

奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺研究

采用BAg72Cu共晶钎料对奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺进行研究.通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.试验表明,钎缝中心区为AgCu共晶组织,两侧界面反应区为铜基固溶体,钎焊温度对钎焊接头的组织和性能影响明显,而保温时间对其影响不明显.当钎焊温度865℃、保温时间10min时,剪切强度最高,达到160 MPa.钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流淌较多,接头强度也较低.以865℃为钎焊温度,改变保温时间,在10～45 min保温时间内接头的剪切强度变化不大.     

钎焊温度及保温时间对Sn-30Zn钎料钎焊Mg/Al异种金属组织和性能的影响

采用Sn-30Zn(质量分数,%)钎料对Mg/Al异种金属进行低温钎焊.并利用扫描电子显微镜、电子探针研究了钎焊接头在不同焊接工艺参数下的微观组织演变过程,同时采用维氏硬度仪及万能力学性能试验机对接头的显微硬度和力学性能进行了测试.结果表明,当钎焊温度为330℃,保温时间为5 s时,钎焊接头组织性能较好.接头组织主要分为近镁侧的Mg₂Sn化合物层、近铝侧的Al-Sn-Zn固溶体层、焊缝中心三个区.焊缝中心区以Sn-Zn的过共晶组织为基底,上面弥散分布着Mg₂Sn相,铝基固溶体相.接头的最佳平均剪切强度为60.47 MPa.     

钎焊温度及保温时间对Sn-30Zn钎料钎焊Mg／AI异种金属组织和性能的影响

采用Sn-30Zn（质量分数,％）钎料对Mg/AJ异种金属进行低温钎焊．并利用扫描电子显微镜、电子探针研究了钎焊接头在不同焊接工艺参数下的微观组织演变过程,同时采用维氏硬度仪及万能力学性能试验机对接头的显微硬度和力学性能进行了测试．结果表明,当钎焊温度为330℃,保温时间为5s时,钎焊接头组织性能较好．接头组织主要分为近镁侧的Mg2Sn化合物层、近铝侧的A1．sn—zn固溶体层、焊缝中心三个区．焊缝中心区以Sn—zn的过共晶组织为基底,上面弥散分布着Mg2Sn相,铝基固溶体相．接头的最佳平均剪切强度为60．47MPa．     

3003铝合金ZnAl钎料的火焰钎焊(英文)

采用Al含量为2%~22%(质量分数)的ZnAl钎料,配合改进型CsF-AlF3钎剂,研究ZnAl钎料在3003铝合金板材上的铺展性能及钎焊接头的力学性能与显微组织。结果表明,当Al含量低于8%时,3003铝合金的火焰钎焊接头成形良好,且抗拉强度较高。钎缝显微组织为Al基固溶体及Zn基固溶体。由于固溶强化作用,钎缝的显微硬度比母材的高。钎缝界面由三部分组成,母材、扩散区和界面区,但影响接头强度的主要因素为钎缝内固溶体的分布情况,而不是扩散区的宽度。     

退火时间对BAg45CuZn钎料组织和性能的影响

以制冷、工具等行业常用钎料BAg45CuZn为对象,分析了退火时间对其组织和性能的影响。结果表明:BAg45CuZn钎料合金主要相组成为Cu(铜固溶体)、Ag(银固溶体)、Ag-Zn、Cu-Zn化合物;在580 ℃保温不同时间,钎料的组成相并未发生变化,而各相的比例和形态发生部分改变;其中以共晶组织尤为明显,随着保温时间的延长,其由细小的共晶组织转变为粗大的共晶组织;共晶组织中Cu-Zn、Ag-Zn化合物的硬度较高,致使整个基体的显微硬度明显提高,脆性增大,钎料加工性能变差;580 ℃保温不同时间钎料流铺性和接头强度均发生明显变化,对钎焊工艺性造成较大影响。     

基于CuMnCo钎料的YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究

采用CuMnCo钎料对YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺进行研究。通过三点弯曲试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,钎缝中心区为Cu-Mn基固溶体,两侧界面反应区为Fe-Co基固溶体。真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头的组织和性能有明显影响。高真空条件下钎焊接头的抗弯强度高于中真空条件下钎焊接头抗弯强度。钎焊温度为1095℃时,钎焊接头的抗弯强度最高。钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流失较多,接头强度也较低。在高真空以及钎焊温度1095℃、间隙为0.2 mm时,钎焊接头的抗弯强度最高。间隙过小时,钎缝中夹杂物较多,接头强度较低;间隙过大时,Fe、Co原子难以通过长程扩散越过钎缝,冶金作用较弱,接头强度也较低。     

基于Fe-Cr-Ni基钎料的SUS444/SUS304接头钎焊工艺及组织与性能

采用新型Fe-Cr-Ni基钎焊材料对SUS444/SUS304异种不锈钢进行真空钎焊,研究了搭接接头的扩散连接机制,探究了钎焊温度、搭接间隙参数对显微组织和室温抗剪强度的影响规律,最后分析了T形接头在酸性介质中不同时间的浸泡腐蚀行为。结果表明,在钎焊过程中,钎料在SUS444母材侧扩散作用较为明显,存在较宽的元素扩散区,钎缝主要由两侧界面区先凝固Fe(Cr,Ni,Si)固溶体、钎缝中心区(Fe, Cr, Ni)₃P金属间化合物及Fe(Cr,Ni,Si)固溶体形成的类似共晶组织构成;钎料对钎焊温度较为敏感,温度过高,易产生虚焊孔穴,导致抗剪强度下降明显;钎料对搭接间隙敏感性较小,可满足大间隙钎焊要求。在钎焊温度1 125℃、搭接间隙35μm条件下,抗剪强度最大达到177.3 MPa。T形接头腐蚀优先发生在钎角共晶组织中的Fe(Cr,Ni,Si)固溶体,浸泡腐蚀288 h后,溶液侵蚀至钎角界面区,并蚀穿先凝固固溶体,对母材进行电偶腐蚀。     

铟对低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织和性能的影响

研究了低银Ag-Cu-Zn钎料(ωAg≤20%)的熔化特性、铺展性能、钎料显微组织。以黄铜/304不锈钢作为母材,采用火焰钎焊方法,进行了搭接钎焊试验。结果表明,低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织主要由铜基固溶体、银基固溶体、Cu Zn化合物相构成。In的添加降低了Ag-Cu-Zn钎料的固、液相线温度,改善了钎料润湿性能;添加In的低银Ag-Cu-Zn钎料在凝固过程中析出富In的银基固溶体,起到了固溶强化的效果,改善了钎焊接头的显微组织,从而提高了钎缝接头的力学性能。使用17Ag Cu Zn-1In火焰钎焊黄铜/304不锈钢,钎焊接头成形美观、组织致密、无缺陷存在,综合性能与含银量为25%的BAg25Cu Zn Sn银钎料的性能相当,节银效果显著。     

Ni夹层AZ31B/Cu异种材料接触反应钎焊接头组织及性能分析

采用Ni箔作为中间层,对AZ31B/Cu异种金属进行接触反应钎焊试验。对不同工艺参数下所得接头扩散区的组织及性能进行研究,从而找出最佳工艺参数范围。结果表明:当500℃×30 min时,焊接接头组织致密,界面接触良好,接头扩散区由Cu侧灰白色化合物层、层片状共晶组织层和深灰色Mg基体扩散层组成;当焊接温度500℃保温10~30 min时,焊合效果良好,无冶金缺陷;随着保温时间的延长,接头界面区主元素互扩散能力和扩散区宽度均升高;不同保温时间下钎焊接头的显微硬度分布规律基本一致,从Cu侧到Mg基体均呈先增后减的变化趋势,且接头扩散区的显微硬度明显高于两侧母材。     

Sn-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

以Sn-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了炉中钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的微观结构与连接强度。采用XRD、SEM、EDS等仪器分析了钎焊接头的界面组织和钎缝物相,测试了钎焊接头的剪切强度与钎缝组织的显微硬度。结果表明,Sn-Zn钎料在钎焊过程中与母材AZ31B发生溶解与扩散作用,在钎缝中生成金属间化合物Mg2Sn和(β-Sn+Mg2Sn)共晶组织。钎焊接头中母材的显微硬度最低,Mg2Sn的显微硬度最高,钎焊搭接接头平均抗剪切强度达到48 MPa。钎焊搭接接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要发生在共晶组织和Mg2Sn相处。     

两种钎料对不锈钢钎焊接头组织和力学性能的影响

采用四号锰基钎料真空钎焊2Cr13不锈钢,研究了钎焊温度对其接头组织和室温及高温剪切强度的影响,并与Ni-Cr-P钎料钎焊不锈钢接头进行了对比.结果表明:四号锰基钎料钎焊接头组织由Mn-Ni基的单相Mn-Ni-Cu-Fe-Cr-Co固溶体组成,接头室温剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增加;Ni-Cr-P钎料钎焊接头组织由Ni-Fe基固溶体和Ni(Cr,Fe)-P化合物组成,接头室温剪切强度低于四号锰基钎料钎焊接头的室温剪切强度.当测试温度超过500℃时,Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度降低幅度不大,四号锰基钎料钎焊接头降低明显,但仍高于Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度.     

镓对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律.结果表明,随银钎料中Ga元素含量的增加,钎料的熔化温度降低,铺展性能改善,且显微组织有明显改变.分别以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,采用对接和搭接接头形式进行钎焊,研究了钎焊接头的力学性能.除黄铜对接外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含镓银钎料的力学性能优良;对于黄铜对接接头来说,钎焊接头的抗拉强度随银钎料中镓含量的增加而逐渐增大,当镓含量为3%时,钎料的综合性能最好.     

激光功率对铝制换热器钎焊接头性能及微观组织的影响

为了改善焊接生产环境,减小能源消耗,提高生产效率,利用小功率光纤激光器对铝制空调换热器进行激光钎焊试验研究,分析了激光功率对钎焊接头性能及微观组织的影响。结果表明:钎焊接头成型良好,焊缝熔合线长度合格;液态钎料的润湿铺展性能随着激光功率增加而显著改善;接头通过基本耐压性能试验及气密性检验的合格率均随激光功率增大而增加;钎焊接头由焊缝区、界面区及母材组成,焊缝主要由α(A1)固溶体及针状或树枝状共晶Si组成,界面区为单相α(Al)固溶体;随着激光功率增大,焊缝晶粒略有长大。     

304不锈钢与C-276镍基耐蚀合金的真空钎焊

采用铜箔对C-276镍基耐蚀合金和304不锈钢的真空钎焊工艺进行研究。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、显微硬度机和万能材料试验机等手段研究钎焊温度对钎焊接头的微观组织和力学性能的影响。结果表明,钎焊温度对接头的组织和性能有明显影响。钎缝中心区为Cu基固溶体,两侧界面反应区分别为Fe基固溶体和Ni基固溶体。钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流失较多,接头强度也较低。当钎焊温度为1 125℃时,接头的拉剪强度最高,为105.7 MPa,且接头的断裂方式为韧性断裂。