Ni基钎料炉中钎焊邦迪管接头的组织结构分析

采用炉中钎焊的方法,在氮气保护性气氛中,实现了Ni基钎料钎焊邦迪管和低碳钢管接头的钎焊。对钎焊接头进行了外观分析,并研究了镍基钎料成分对钎缝组织结构和成分分布的影响。结果表明:采用Ni-P-Cu及Ni-P-Cu-Si钎料钎焊邦迪管和低碳钢是可行的;焊缝组织以Ni-P共晶体为主,其组织均匀致密;添加少量Si元素可促进钎料中Ni,Cu元素向母材的扩散以及母材Fe元素向熔融钎料的溶解,同时提高钎料的流动性,使得钎缝饱满光滑。     

采用Ni基钎料和Cu中间层真空钎焊W/CuCrZr的接头组织和性能研究

以20μm厚的纯Cu片作为中间层,采用20μm厚的非晶态Ni基钎料箔在在900、930、950℃下保温10min真空钎焊W和CuCrZr合金。采用SEM和EDS分析了钎焊接头的界面形貌,检测钎焊接头的剪切强度及显微硬度。结果表明,中间层Cu与母材CuCrZr合金一侧界面结合良好,在CuCrZr合金一侧形成了钎焊热影响区;钎料与W母材界面处形成了反应层,在W母材侧有微裂纹。随着钎焊温度的升高,W侧裂纹增多,造成接头性能的迅速恶化。W和CuCrZr的钎焊温度最好控制在930℃以下。以纯Cu片为中间层,采用Ni基钎料钎焊W和CuCrZr的过程,实质上是Ni与Cu、W互相扩散并反应生成化合物层和固溶体的过程。钎焊接头的最佳剪切强度为144MPa,断裂主要发生在W母材及W与反应层之间的界面。钎缝区域的显微硬度随钎焊温度的升高而降低,CuCrZr合金焊接热影响区的硬度高于其母材。     

钛基非晶态钎料钎焊高强石墨与铜的界面特征

石墨在核工业中得到广泛应用,铜与其连接起到加强散热的作用,二者间的连接问题成为必须要解决的技术关键.采用非晶态TiZrNiCu钎料箔真空钎焊紫铜与普通高强石墨,研究了工艺参数对接头界面组织的影响.结果表明,接头室温剪切和拉伸时均断于石墨母材侧,经接头微观组织分析,认为高强度的结合界面是由于钎料与石墨反应生成了TiC薄层,钎缝主要是以固溶体为基,由金属间化合物相间其中的组织结构形成的.     

钎焊温度对镍基合金真空钎焊接头组织及硬度的影响

用镍基钎料真空钎焊镍基合金时钎焊温度对钎料中Si、B等元素的扩散有重要作用,因此采用3种钎焊温度对其进行真空钎焊,研究了1080、1110和1140℃钎焊温度下钎缝的微观组织、元素分布及显微硬度等.结果表明,随着钎焊温度的升高,钎料中元素向母材扩散越充分,钎焊温度为1140℃时,钎缝组织基本为固溶体.     

镍基钎料的钎缝脆性及其影响因素

镍基钎料的钎缝性问题，一直是人关们关济的研究课题。本文就镍基非晶态钎料，钎焊接头间隙、钎焊温度和保温时间、钎焊后的热处理等对钎缝脆性的影响进行较详细的论述。     

BNi-2真空钎焊0Cr18Ni9不锈钢钎缝组织及相变机理研究

采用BNi-2镍基膏状钎料,在1 050℃/10 min工艺条件下,对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行真空钎焊,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等对钎焊接头界面的显微组织、钎缝内元素分布及物相结构进行测试。结果表明,钎缝区组织由γ-Ni基固溶体和金属化合物Cr_2B等构成。随着钎焊温度升高,钎料中B、Si元素向母材扩散愈充分,在奥氏体界面处沿晶析出Cr_2B等硼化物。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

Zn-Al钎料成分对Cu/Zn-Al/Al钎焊接头界面结构及性能的影响

分别采用Zn-15Al,Zn-22Al,Zn-28Al,Zn-37Al和Zn-45Al钎料钎焊获得Cu/Al接头.利用SEM,EDS和XRD研究了Zn-Al钎料成分对Cu/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构的影响,并系统阐述了Zn-Al钎料成分-接头界面结构-接头抗剪切强度之间的关系.研究发现,Cu/Zn-15Al/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7,且Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层较薄,其厚度为2~3μm,接头具有较高的抗剪切强度,达66.3 MPa.随着钎料中Al含量的提高,在Cu/Zn-22Al/Al接头界面处Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层的厚度逐渐增大,甚至在Cu/Zn-28Al/Al接头的Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层附近出现少量的Cu Al2,接头的抗剪切强度逐渐降低.当采用Al含量较高的Zn-37Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7/Cu Al2;脆性Cu Al2层的出现,使接头抗剪切强度大幅下降,为34.5 MPa.当采用Al含量最高的Zn-45Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Cu Al2,接头抗剪切强度最低,为31.6 MPa.     

Ti(C,N)与45钢钎焊接头组织及力学性能

以不同厚度的铜箔、镍箔作为缓解接头残余应力的中间层材料,在钎焊温度820℃,保温时间20min的工艺参数条件下对Ti（C,N）基金属陶瓷与45钢进行了钎焊试验。结果表明,无论是采用铜箔还是镍箔,当其厚度从100μm增加到300μm时,接头三点弯曲强度上升趋势平缓;由于铜箔在钎焊过程中大量溶解,削弱了钎料与Ti（C,N）基金属陶瓷的化学相容性,降低了界面结合力,从而严重制约了接头强度的提高;使用镍箔的突出特点表现在具有较高的界面强度,与施加铜箔的钎焊接头相比强度显著提高,但其缓解接头残余应力的效果不如铜箔,在靠近钎缝的Ti（C,N）基金属陶瓷一侧易引发残余应力集中现象。     

TiZrCuNi粉状钎料真空钎焊TA2纯钛接头界面组织及力学性能

采用Ti37.5Zr37.5Cu15Ni10粉状钎料在940℃×20 min工艺条件下实现了TA2商业纯钛的真空钎焊连接,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能试验机和显微硬度计等对钎焊接头的界面组织和力学性能进行了研究和分析。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为TA2/针状α-Ti+共析组织(α-Ti+(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni))+残余钎料/TA2,Cu、Ni元素主要存在于共析组织和残余钎料中,Zr元素在共析组织、残余钎料和针状α-Ti中均有分布。钎焊接头室温抗剪强度为322 MPa,从母材向钎缝中心维氏硬度逐渐增大,钎缝中心共析组织的维氏硬度值为307 HV10,可达母材2倍以上。断口分析结果表明裂纹沿钎缝扩展,断口形貌具有沿晶韧窝、拉长韧窝和解理断裂特征,断裂呈韧性-脆性复合断裂模式。     

Brazing of Coated Al Foil Filler to AIN CeramicEI北大核心CSCD

The wettabilities of molten metals on ceramics are poor normally. In order to improve the wettability, all existing ceramic brazing methods introduce a compound transition layer formed by the reaction of active metal and ceramic. The transition layer between brazing seam and ceramic however creates negative effect on the properties of brazing joints. Although Al is the scarce metal which can wet some ceramics such as AIN and Al2O without reaction, the difficulty of removing oxide layer on surface prevents it being ceramic brazing filler. This work proposed a kind of coated Al foil filler able to remove its own Al2O3 film and an elevating temperature brazing process to enhance Al/AIN joint strength. Removing Al2O3. film effect of vapor deposited Ni/Al double layer film on Al foil and the effect of brazing temperature on improving joint strength were studied. The results showed that due to buried by Ni/Al double layer film, Al2O3 film on Al foil original surface broken and was swept in Al-1%Ni (atomic fraction) alloy liquid during heating and melting process. As a result, the direct brazing of Al to AIN without interface reaction transition layer was realized. The joint strength was significantly enhanced by elevating brazing temperature. When brazing at 680 degrees C, the joint fractured along the interface between Al seam and AIN and the sheer strength was 79 MPa because of Al liquid not wetting AIN. With the elevating of brazing temperature, the wettability and interface strength of Al/AIN improved. The fracture gradually transferred to brazing seam from interface. The joint strength increased and reached to the maximum value of 146 MPa at 840 degrees C.     

铝/黄铜异种金属TIG填丝熔钎焊工艺

采用TIG熔钎焊进行5052铝合金和H62黄铜搭接,选用Al-12% Si药芯焊丝作为填充材料,并对接头微观组织和力学性能进行分析.结果表明,Al-12% Si药芯焊丝在黄铜母材表面润湿性较差,较难获得优质的熔钎焊接头.焊缝中黄铜侧界面层附近过渡区内铝含量较高,与部分熔化和溶解的黄铜母材形成了尺寸较大的条状AlCu金属间化合物相,严重影响接头力学性能.黄铜母材侧界面层由两层不同的金属间化合物相组成,从焊缝到黄铜母材分别为Cu₉Al₄和CuZn.拉伸试验中,试样断裂于黄铜侧过渡区或界面层,断口呈现解理断裂的特征.     

Joining of metal bars by a new process of transformation-diffusion brazing

Within the bonded interface of metal bars joint produced by conventional solid state bonding process （ such as flash welding, resistance butt welding, friction welding and so on）, the inclusions are often present, which degrade the ductility of joint. A new process of transformation-diffusion brazing is proposed, in which an amorphous foil containing melting point depressant is preplaced between the interfaces to be joined, and the assembly is repeatedly heated/cooled without holding time at peak temperature. A low carbon steel bars, BNi-2 amorphous foil and resistance butt welding machine were used. The results show that surfuce contamination can be disrupted by the dissolution of base metal into molten interlayer in comparison with conventional process, and the ductility of joint can be improved by increasing the times of temperature cycles on line. In addition, transformation-diffusion brazing can be done with relatively simple and inexpensive system in comparison with transient liquid phase bonding.     

Green Synthesis of Highly Pure Nano-Silver Sols—Electrolysis

以两高纯银片作电极,以去离子水为电解液,PVP作为辅助电解质和稳定剂,通过电解法制备了高纯纳米银溶胶.探讨了PVP含量、电解时间、电流密度对形成的纳米银溶胶的影响.结果表明:当PVP质量分数为5％、电解150 min、电流密度为1～2 mA/cm2时,所得球形银粒子的粒径1～3 nm、单分散,浓度达130 μg/g,而且有极好的存放稳定性,室温避光存放6个月无任何可见的变化.     

Formation Process of Joints Brazing with Amorphous Filler Metal

研究了铜基非晶钎料液相的生成和铺展润湿过程。结果表明:非晶钎料由于熔化前固相扩散比较充分,使得钎料中的共晶组织被破坏,生成了大量高熔点的铜固溶体以及铜和镍的化合物,致使非晶钎料产生的液相相对晶态钎料少,因此液相铺展和流动过程较弱。而晶态钎料生成了大量液相,故液相的铺展和流动是晶态钎料钎焊的主过程。由于非晶态钎料非常薄,钎料中原子扩散距离短,有利于快速溶进基材;而普通钎料比较厚,溶解时间较非晶钎料长得多。随钎焊温度的升高和保温时间的延长,钎料残余层的厚度减小。在相同的钎焊温度和保温时间下,非晶态钎料残余层的厚度比晶态钎料小。     

Cu-Ti+Mo连接2D C/SiC复合材料与GH783的接头微结构与性能

采用Cu-Ti+Mo复合焊料,在真空条件下对2D C/SiC复合材料和GH783镍基合金进行连接,分析接头的显微组织结构,研究Mo含量对接头组织及性能的影响.结果表明:接头由界面反应层、应力缓解层、软金属层和扩散层4个区域组成,接头致密,无孔洞、裂纹等缺陷.随着Mo含量的增加,接头的连接强度不断增加:当Mo含量为15％(体积分数)时,接头连接强度达到最大( 141 MPa);当Mo含量大于15％时,接头的连接强度开始下降.Mo的加入,缓解了接头的残余应力、抑制了Ti对C/SiC的过度侵蚀,从而有效提高接头的连接强度.     

先进功能材料钎焊连接研究进展

以复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料为例，从钎料成分设计、钎缝界面组织调控、接头残余应力缓解以及钎焊接头性能评测等角度，讨论了近年来发表的研究成果. 结果表明，在钎料中添加活性元素以及对母材表面改性的方法，能够有效改善钎料润湿性和界面结合强度；对于界面元素扩散以及母材过渡溶解的问题，可以设计制备复合钎料或阻隔层进行解决；接头残余应力的大小受材料热膨胀系数差异的影响较大，目前已提出了多孔中间层、梯度复合层以及母材表面机械加工等多种创新方法，但研究成果的应用仍停留在小尺寸样件，对于缓解大尺寸接头的残余应力问题仍有待解决. 最后对相关研究方向进行了总结和展望，期望推动航空航天构件连接的发展进程.     

Strength and interfacial microstructure of Si3N4 joint brazed with amorphous Ti-Zr-Ni-Cu filler metal

In this paper, the vacuum brazing of Si3N4 ceramic was carried oat with Ti40Zr25Ni15Cu20 amorphous filler metal. The interfacial microstructure was investigated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) etc. According to the analysis, the interface reaction layer was made up of TiN abut on the ceramic and the Ti-Si, Zr-Si compounds. The influence of brazing temperature and holding time on the joint strength was also studied. The results shows that the joint strength first increased and then decreased with the increasing of halding time and brazing temperature. The joint strength was significantly affected by the thickness of the reaction layer. Under the same experimental conditions, the joint brazed with amorphous filler metal exhibits much higher strength compared with the one brazed with crystalline filler metal with the same composition. To achieve higher joint strength at relatively low temperature, it is favorable to use the amorphous filler metal than the crystalline filler metal.     

高效焊管新工艺——金属管液相扩散焊

采用镍基非晶态箔带作中间层,在加压情况下(约几MPa)使之熔化、保温,进行了钢管瞬间液相 (TLP)扩散焊试验。结果表明,可以获得无夹杂的致密界面;接头过渡区的最终厚度显著变薄;焊后中间层主组元由焊前的Ni变为Fe;容易获得性能合格接头。值得指出的是,焊接时间约为3min,远低于手弧焊所需时间。     

银基钎料钎焊金刚石的界面结构及TiC生长机制

在合适的工艺下,采用Ag-Cu-Ti钎料实现了金刚石与钢基体的高强度连接,并剖析了Ag-Cu-Ti钎料与金刚石的界面微区结构.通过对界面处的成分分布和深腐蚀后碳化物TiC形貌的观察,分析了Ti的作用机理、新生化合物TiC的形貌及生长规律.结果表明:在一定的条件下,Ti元素与组成金刚石的碳元素发生反应形成TiC层;碳化物层使钎料与金刚石之间产生冶金结合,并在其界面上形成了金刚石/TiC/钎料/钢基体的梯度结合层.