Ti/Al异种合金电弧熔钎焊接头界面断裂行为分析

采用TIG电弧的方法实现了钛合金与铝合金熔钎焊连接,分析了不同焊丝形成的熔钎焊接头的界面组织和断裂特征.结果表明,纯铝接头界面为单一的TiAl3相,裂纹主要沿着TiAl3反应层与焊缝之间的界面扩展.拉伸时首先从坡口拐角启裂,当裂纹扩展至接头反面时,断裂扩展形式转变为从焊缝金属撕裂,接头抗拉强度为139MPa.添加Al-Cu-La焊丝的接头界面结构为TiAl3+ Ti2Al20La双化合物层,拉伸时沿TiAl3反应层与钛合金界面开裂,以界面内的微裂纹为裂纹源并向反应层内扩展,属于准解理断裂,接头抗拉强度达270 MPa.稀土La元素作用下形成的双化合物层是提高接头强度的关键.     

基于Al元素界面调控的镁/钛激光熔钎焊接特性

文中选用含Al量元素含量为9%(质量分数)的AZ91焊丝作为填充钎料,采用激光填丝熔钎焊的方法,利用焊丝中Al元素配合激光局部加热的特性改善非互溶不反应镁/钛之间的界面反应. 探索工艺参数对焊接质量的影响规律,分析焊接接头力学性能及组织特征. 结果表明,添加AZ91焊丝能够实现AZ31B镁合金/TC4钛合金的可靠连接,接头最大载荷达到1 520 N,发现焊丝中Al元素能够在激光快速加热冷却过程中偏聚到界面,并与钛侧发生冶金反应生成AlTi₃化合物,界面由较薄的反应层(2 μm以下)组成,达到既实现界面冶金结合,又将反应层厚度控制在不影响接头力学性能的范围之内.     

TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊接头界面组织特征

通过扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射技术分析TiNi形状记忆合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢激光钎焊接头界面反应层的组织结构特征。结果表明：TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊接头钎缝主要由α-Ag固溶体、α′-Cu固溶体和Ag-Cu共晶相组成;不锈钢/银基钎料界面反应区由3层连续的反应层构成,分别为：奥氏体（A）,马氏体（M）/A和M/α-Ag＋α′-Cu＋M;TiNi形状记忆合金/银基钎料界面反应层主要由Ti（Ni,Cu）＋（Ni,Cu）Ti2化合物组成。     

ZrB2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi₂钎料,对ZrB₂-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni₂Si,β₁-Ni₃Si,ZrB₂+C,Ni(s,s),Cr_xB_yC_z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β₁-Ni₃Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

SiCf/SiC与MX246A钎焊接头界面组织及性能分析

利用Ti,Hf的反应活性配制的高温活性钎料,对SiC_f/SiC复合材料与MX246A高温合金进行了高温钎焊,并实现两者高强度钎焊连接,分析了接头界面微观组织、物相组成与力学性能. 结果表明,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头界面中有Ni₂Si,NiTi,TiC,NiAl,Ni₃₁Si₁₂等产物生成,其结构可以表示为:(SiC_f/SiC)/TiC + NiTi + Ni₂Si + Ni₃₁Si₁₂ + (Ni, Cr) + (Cr, W) + (W, Mo)/MX246A. 在室温及1 000℃下,钎焊接头抗剪强度均达到70 MPa以上,接头断裂于复合材料侧. 在1 270 ℃保温15 min条件下,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头1 000 ℃的平均抗剪强度可达到90 MPa.     

铝基复合材料SiCW/6061Al的激光焊接

采用脉冲激光焊接工艺研究铝基复合材料SiCw/6061Al的焊接性,着重探讨激光输出功率（P）、脉冲频率（f) 对接头性能的影响,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段分析接头组织。研究发现,焊缝中存在的界面反应物、气孔缺陷,是导致该种材料焊接性显著降低的主要因素。进一步研究表明,在激光焊接条件下铝基复合材料界面反应是不可避免的,反应物沿热流方向生成,具有一定的方向性,激光输出功率是影响SiC-Al界面反应的主要因素,同时提高脉冲频率将对界面反应有一定的抑制作用;焊缝中气孔随激光脉冲频率的增大而减少直至消失。在此基础上,通过制定合理的焊接工艺,获得了成形良好的铝基复合材料激光焊焊缝。     

硼酸铝晶须增强Al复合材料的性能及界面结构

采用挤压铸造工艺制备出复合良好的9Al_2O_3 2B_2O_3晶须增强6061Al合金及纯Al复合材料研究表明,T6处理不能提高9Al_2O_3 2B_2O_3w/6061Al复合材料的力学性能,其原因是T6处理后复合材料中的界面反应明显加重利用透射电子显微术对此复合材料界面的观察与分析认为,界面上存在着严重的化学反应,反应物为Al_2MgO_4将制造态与T6态的界面结构对比发现,正是这种界面化学反应对材料的性能产生不利影响而在9Al_2O_3 2B_2O_3w/纯Al界面上未发现任何化学反应。界面能谱EDS成分分析结果表明,上述界面化学反应是由材料制造过程中基体合金中的Mg在界面上原子偏聚造成的     

铝基复合材料SiCW/6061Al的激光焊接

采用脉冲激光焊接工艺研究铝基复合材料SiCW/6061Al的焊接性,着重探讨激光输出功率（P）、脉冲频率（f）对接头性能的影响,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段分析接头组织。研究发现,焊缝中存在的界面反应物、气孔缺陷,是导致该种材料焊接性显著降低的主要因素。进一步研究表明,在激光焊接条件下铝基复合材料界面反应是不可避免的,反应物沿热流方向生成,具有一定的方向性,激光输出功率是影响SiC-Al界面反应的主要因素,同时提高脉冲频率将对界面反应有一定的抑制作用;焊缝中气孔随激光脉冲频率的增大而减少直至消失。在此基础上,通过制定合理的焊接工艺,获得了成形良好的铝基复合材料激光焊焊缝。     

ZrB_2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi2钎料,对ZrB2-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni2Si,β1-Ni3Si,ZrB2+C,Ni(s,s),Cr x B y C z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1 160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β1-Ni3Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

激光功率对铝/黄铜熔钎焊接头组织和性能的影响

采用激光填丝熔钎焊方法对5052铝合金和H62黄铜异种金属进行对接试验,填充材料为Zn-15％Al(质量分数)药芯焊丝,研究激光功率对接头微观组织、界面层结构和力学性能的影响.结果表明:当激光功率2100 W时,接头因热输入过低而发生断裂,激光功率在2400～3300 W范围时,获得了性能良好的接头.黄铜侧界面附近的过...     

SiCP/Al复合材料的真空扩散钎焊

文中采用Al/Cu/Al复合箔扩散钎焊SiC_P/Al复合材料,采用SEM,EDS,XRD分析接头界面组织,研究了钎焊温度对接头界面组织及力学性能的影响,并结合Al-Cu二元相图分析接头形成机制.结果表明,固定连接压力为1 MPa,保温时间为10 min,当钎焊温度从590℃升至640℃,接头界面产物由Al₂Cu+αAl共晶组织转变为断续的Al₂Cu金属间化合物,Al-Cu液相向两侧母材扩散的距离增加,接头的抗剪强度呈现先增大后减小的变化趋势.当钎焊温度为620℃,保温时间为10 min,连接压力为1 MPa时,接头的抗剪强度达到最大值69 MPa.     

SiCp/LY12复合材料的真空钎焊

在钎焊温度高于SiCp/LY12复合材料起始熔融温度的条件下,采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料在真空中仍能实现对SiCp/LY12复合材料的钎焊连接.研究结果表明:SiCp/LY12复合材料的熔化特性、快速的钎焊热循环和钎料中含合金元素Mg是实现对SiCp/LY12复合材料的钎焊连接的主要因素.分析了SiCp/LY12复合材料钎焊连接强度的影响因素和界面特征.提高液态钎料对SiC的润湿性、降低连接区的弱连接比例、减少过渡到钎缝中的SiC颗粒,是改善钎焊连接强度的重要途径.     

Study on vacuum induction brazing of SiCp／LY12 composite using Al-Cu-Si-Mg filler metal

The vacuum induction brazing of SiC paniculate reinforced LY12 alloy matrix composite using Al-28Cu-SSi-2Mg filler metal hus been carried out. The micrograph of the joint integrace was observed by scanning electron microscopy. The joint strength was determined by shear tests. The results show that brazing temperature, holding time, SiC particle volume percentage and post heat treatment influence joint strength. SiC particles happen in the brazing seam and the distribution of SiC particles in the joint is not uniform. Particle-poor zones in the joint exist near the base metal, and particle concentrate zones exist in the center of the brazing seam. In addition, the failure of the composite is predominantly initiated by the rooting of SiC particle in the brazing seam and the micro-crack expanded along the brazing seam with low energy.     

Ultrasonic dissolution of brazing of 55% SiCp/A356 composites

The brazing of 55% SiCp/A356 (volume fraction) composites in air using Zn-Al alloy as a filler metal was investigated.During the brazing process,ultrasonic vibrations were applied to samples for bonding and a significant dissolution of the filler metal into the matrix alloy in the base materials occurred.As brazing temperatures were increased,the thickness of the partial melting layers in the base material increased.SiC particles in the partial melting layer of the base material were transferred into the liquid filler under ultrasonic action and a bond with homogeneously distributed reinforcements was obtained after solidification.The volume fraction of SiC particles in the bonds could be varied by changing the brazing temperature.The maximum SiC particle volume fraction of the bond material reached 37% at a brazing temperature of 500 ℃.The shear strength of the brazed bonds was improved at pressures up to 244 MPa (at 20 ℃) and increased by 133.8% (at 200 ℃) compared with the filler of the Zn-based alloy.     

SiCp/2024Al MMC颗粒暴露及钎焊行为分析

介绍了焊接参数对SiCp/2024Al铝基复合材料的真空钎焊组织和性能的影响.焊前利用颗粒暴露技术将复合材料表面颗粒部分暴露,并利用真空气相沉积使暴露表面合金化.使用M6钎料,在不同的钎焊工艺参数下对复合材料进行焊接.结果表明,焊接温度过低或者保温时间过短,钎缝结合面有残留的Cu,钎料对复合材料润湿不好.随钎焊温度增加,保温时间的进一步延长,Cu与Al基体完全反应,促进了钎焊过程.但随着钎焊温度和保温时间的进一步增加,母材中出现过烧导致的气孔.钎焊接头X射线衍射试验表明,接头中没有Al4C3脆性相生成.拉伸试验表明,钎焊参数为620℃,保温20min时,接头抗剪强度最高,达到202MPa.断口分析表明,钎料对复合材料的不润湿,复合材料过烧导致气孔,复合材料中颗粒的聚集是导致接头强度下降的主要原因.     

含高体积分数SiCp的铝基复合材料制备与性能

以电子封装为应用对象, 通过合理选择一定粒径分布的SiC颗粒, 采用挤压铸造方法制备了SiC颗粒体积分数分别为50%, 60%和70%的3种SiCp/Al复合材料. 材料组织致密, 颗粒分布均匀. 复合材料的平均线热膨胀系数(20～100 ℃)随SiC含量的增加而降低, 在8.3×10-6～10.8×10-6/℃之间, 与Kerner模型预测值相符. 复合材料比强度和比刚度高, 均可以满足电子封装应用的技术要求.     

Effect of pulse parameters on microstructure of joint in laser beam welding for SiC_p/6063 composite

1　INTRODUCTIONSiC particlesreinforcedcomposites ,thankstotheirlowcostsandhighlevelofstructuralproperties ,areshowingtheirpotentialincivilandmilitaryappli cation .SiC particlesreinforcedaluminummatrixcomposites wideapplicationinaerospaceandautomo tiveareattributedtotheirperformanceofhighspecif icstrength ,highspecificstiffness ,highelasticmodu lusandexcellentwearresistance .Thecoefficientofthermalexpansionandthermalconductivitycanberegulatedbychangingthecontentandsizeofrein forcingparticl…     

Interface and microstructure characteristics of SiC_p/2024 aluminium alloy composite

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＰＭＭＣｓ)ｄｕｅｔｏｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓ ,ｂｅｔｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｗｅａｒａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｅａｄｉｎｅｓｓｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｓｕｃｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ .Ｔｈ…     

Si_p/Al复合材料激光钎焊特性与组织形态

采用激光填丝钎焊方法进行1.5 mm厚65%(体积分数)Sip/4032Al复合材料对接接头的连接,研究不同工艺参数下的钎料润湿铺展行为和焊缝成形特性,以及焊缝中共晶硅的形态变化规律。结果表明:接头开V型坡口非常有利于焊缝的背面成形;光斑直径为20 mm、激光功率高于1 500 W时焊缝成形容易控制;与激光熔焊相比,激光钎焊方法更适合于连接高比分Sip/4032Al复合材料。焊接热输入对Si元素的溶解、扩散行为影响很大,因此,不同激光功率下,焊缝中硅元素可以板状、多角状、瓣状初生硅、板条状共晶硅等多种形态出现。焊缝中心由于冷却速度较慢,还形成了共晶团组织,共晶团内部为均匀分布的短棒状共晶硅。     

高比分SiCp/2024铝基复合材料激光原位焊接头断裂行为

以Ti-6Al-4V合金作为中间层对45%(体积分数)的SiCp增强铝基复合材料进行激光原位焊接,对比分析了不同焊接条件下的接头断裂行为.结果表明,钛夹层厚度为0.5 mm时,有利于获得成形良好、界面结合性紧密的接头.接头断裂位置位于焊缝中心,抗拉强度可达母材强度的50%,此时的断裂机制为准解理断裂;钛夹层厚度增加到0.8 mm时,焊缝中易出现气孔、未熔合缺陷,界面反应也不充分,接头断裂位置位于接头界面,抗拉强度较低,断裂机制多为脆性断裂.