基于非晶态中间层合金的316L不锈钢TLP焊接

研究了瞬时液相扩散焊316L不锈钢用中间层合金的成分和相结构,分析了中间层合金成分及焊接工艺参数对接头组织和性能的影响.结果表明,Ni-Si-B中间层合金具有非晶态结构,在TLP焊接316L不锈钢过程中展现出良好的润湿性和填缝性,接头组织连续性好,基本上无焊接缺陷.焊缝组织为Ni（Fe）固溶体和少量Cr3C2化合物,母...     

GH3230合金TLP扩散焊工艺试验

针对航空发动机热端部件结构材料GH3230合金,设计并制造了2种TLP扩散焊用非晶态中间层,并开展了TLP扩散焊工艺试验。分析了非晶态中间层、保温时间和焊接温度对GH3230合金TLP扩散焊接头微观组织与力学性能的影响;分析了TLP扩散焊的焊接过程中组织和元素分布情况,确定了液相最大宽度和等温凝固完成需要的时间。结果表明,厚度0.025～0.035 mm表面光滑的2号中间层在几种工艺参数条件下均获得了较好的焊接质量,更加适合GH3230合金TLP扩散焊焊接;保温时间从2 h增加到8 h,等温凝固区缺陷不断减少,接头强度先升高后降低,保温4 h时强度达到最高;焊接温度从1 180 ℃升高到1 220 ℃,等温凝固区晶粒逐渐长大, 强度先增加后减少,1 200 ℃×4 h的条件下接头强度达到最高为887.68 MPa,为母材强度的97.6%,且弯曲90°后焊缝没有开裂。GH3230合金TLP扩散焊在保温2 h达到了最大液相宽度70 μm,等温凝固过程的完成时间在2～4 h之间。     

采用Ni基合金为中间层的TC4钛合金扩散焊接工艺

采用Ni基非晶态合金作为中间层对TC4钛合金进行了不同工艺参数的真空搭接扩散焊试验,通过对接头性能测试及对接头微观组织分析,研究了扩散焊工艺参数对接头性能的影响规律.试验结果表明,焊接温度和保温时间对接头质量有很大的影响.在本试验条件下,TG4钛合金添加Ni基合金为中间层扩散焊的最佳焊接工艺为焊接温度1 020℃、焊接...     

DD6高温合金TLP焊接接头组织形成规律

采用镍基中间层合金,在真空钼丝炉中对第二代镍基单晶高温合金DD6进行了瞬时液相扩散焊(TLP焊)连接,焊接温度为1200℃、保温时间为12h。用标准热处理制度对其接头进行热处理,分析了热处理工艺对接头组织的影响规律。结果表明,设计的中间层合金熔点在1084~1095℃范围,组织细小均匀,满足DD6单晶的扩散连接需要;TLP焊焊缝组织由γ相和γ′相组成,无片状共晶组织形成;焊缝金属与母材结合良好,经标准热处理后γ′相发生明显的晶粒长大和立方化,并以典型的立方形形貌均匀弥散地分布于基体之中,形成了微观结构理想的扩散连接接头。     

镍基单晶高温合金TLP扩散焊影响因素研究进展

对中间层合金、焊接工艺参数和母材晶体取向差对镍基单晶合金TLP扩散焊的影响进行了详细讨论。TLP扩散焊中间层成分设计较为成熟的方式是主要合金元素与母材成分相似，并以B为降熔元素；非晶箔带中间层相对于粉状中间层成分均匀且扩散速率快，有利于提高接头性能，是最适用的中间层形式；焊接温度、保温时间、焊接压力及焊后热处理等工艺参数应根据母材和接头性能要求以及加工工序合理选择；待焊试样晶体取向差应尽量减小或消除，避免接头中杂晶降低接头力学性能。     

CMSX-4单晶高温合金TLP接头组织与性能

采用含Si的BNi-5非晶箔片作为中间层合金对CMSX-4镍基单晶合金棒在放电等离子体烧结炉中进行TLP连接,采用SEM观测了TLP接头在不组织形貌特征,借助于EDS分析了TLP接头界面处的物相组成及其对接头力学性能的影响。采用常温和高温拉伸试验验证了不同焊接工艺条件对TLP接头性能的影响。结果表明,在1 200℃/5 k N/20 min工艺参数下可得到满意的TLP接头,此时组织分布较为均匀,常温抗拉强度达到了母材的95%,760℃高温抗拉强度达到母材的99%。     

DD3单晶合金TLP扩散焊接头组织及持久性能

采用粉状中间层合金D1P对镍基单晶高温合金DD3进行了TLP扩散焊,并对接头组织与性能进行分析研究.结果表明,D1P粉状中间层合金TLP扩散焊接头的焊缝主要由γ+γ'双相组织、枝状化合物(Mo,W,Cr,Ni)3B2和条状化合物(Cr,Mo)23(C,B)6组成,近缝区中存在块状或针状化合物相(Mo,W,Cr,Ni)3B2.接头中存在明显的组织不均匀现象,对接头性能具有明显的不利影响.接头组织不均匀现象可经过高温长时间保温消除,1 250℃/24 h/空冷扩散焊的接头,并在焊后进行时效处理,其980℃持久强度可达到母材的90%.     

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。     

DD6单晶TLP焊用中间层合金研究

DD6单晶是制造航天发动机涡轮叶片用新一代高温合金,TLP焊是实现DD6单晶焊接的有效方法。在合理地设计中间层合金化学成分的基础上,采用单辊急冷法制备出厚度40⁶0μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 07060μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 070¹ 074℃范围。在焊接温度T=1 200℃,保温时间t=8 h,焊接压力P=0.3 MPa条件下,获得了与单晶母材结合良好、组织致密的扩散连接接头。接头由焊缝中心区、等温凝固区及扩散区3部分组成。随着中间层中合金元素含量的减小,硼元素扩散能力增强,扩散区硼化物残留量趋于减少。     

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Fc；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。     

W与Cu合金瞬时液相连接分析

采用金属粉末67Cu-33Mn,67Cu-33Mn-5Ni（质量百分比）为中间层对W与Cu合金进行了瞬时液相连接,利用SEM、EDX分别对试样进行显微组织及成分分析,并探讨其连接机理。结果表明,中间层67Cu-33Mn-5Ni获得的接头比中间层67Cu-33Mn的显微组织更致密,结合性更好。分析认为,M的加入,提高了中间层溶质的扩散率,加速了液相的等温凝固;Ni还溶解一定量的W,形成Ni（W）固溶体。其连接机理是通过中间层Cu-Mn形成液相,与母材Cu实现瞬时液相连接;与母材W实现钎焊连接。     

Transient liquid phase diffusion bonding of copper alloy to stainless steel using CuMn alloys as interlayer

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｕＡｌＢｅａｌｌｏｙｉｓａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ,ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｄａｍｐｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙａｓｗｅｌｌａｓｇｏｏｄｓｈｏｃｋａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉｎｏｉｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[1～3].Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｐｒｅａｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｔｉｓｄｅｓｉｒ…     

Analytical modelling of transient liquid phase (TLP) diffusion bonding when a temperature gradient is imposed

Transient liquid phase (TLP) diffusion bonding with a temperature gradient across the bond region is the basis of a new bonding method which results in joints with excellent reliability and also shear strengths as high as those of the parent material (e.g. aluminium-based alloys and composites). In contrast to conventional TLP diffusion bonding where diffusion of solute in the solid phase is traditionally assumed to be necessary for solidification to take place, this new method relies on the diffusion of solute in the liquid phase. A precise analytical solution is proposed which is capable of predicting bonding times and bond line displacements when TLP diffusion bonding under a temperature gradient. Based on a mass balance approach, a simpler solution for predicting the bond line displacements and the bonding times is also suggested. The proposed model was verified experimentally for the bonding of pure aluminium using a copper interlayer. The approach described also has the potential to model conventional TLP diffusion bonding.     

MICROSTRUCTURE CHARACTERISTICS AND CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATION OF TRANSIENT LIQUID PHASE JOINT OF NI-BASE SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY

采用Ni-15Cr-3.5B非晶合金箔带作为中间层合金对镍基单晶高温合金进行瞬态液相(TLP)连接. 利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜对接头的微观结构进行观察和分析, 利用电子背散射衍射(EBSD)方法测定了连接区域和基体之间的结晶学取向. 结果表明, 接头区域由连接区、中间金属/基体金属界面扩散区和基体金属区组成, 连接区中心形成M23B6+γ和MB+γ 共晶, 扩散区形成细小的M3B2颗粒; 均匀化处理后接头与基体的γ'相的尺寸趋于一致; TLP接头等温凝固过程中, 固/液界面向液相移动中外延生长, 连接层与所连接的基体金属的结晶学取向一致.     

碳钢-Cu箔中间层-304不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能

用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和剪切试验等方法,研究了以Cu箔为中间层的碳钢/不锈钢双金属瞬间液相扩散结合区组织性能。结果表明,以Cu箔作中间层,采用冷拔-瞬间液相扩散复合法可实现碳钢与不锈钢之间的良好冶金结合,结合区抗剪强度可达到300 MPa以上。在铜/不锈钢界面,铜液沿不锈钢奥氏体晶界扩散,形成残余"孤岛"奥氏体组织分布于铜基体中;在碳钢/铜界面,沿界面形成连续的岛状富铁相,然后呈枝晶状向铜中间层有向生长;在一定温度和时间范围内随扩散时间延长或扩散温度升高,结合区富铁相增多,结合区硬度提高,抗剪强度也进一步提高。     

Cu中间层SiCp/Al MMCs TLP扩散连接过程分析

采用铜箔作中间层,在连接温度为853 K、无压的条件下进行了瞬间液相连接,对TLP扩散连接过程及其动力学模型进行了分析,并对试验结果进行了的验证.结果表明TLP扩散连接理论模型和试验结果之间还存在着一些差异,对等温凝固过程还需要进一步探讨.分析认为,AlMMCs中大量的晶界、亚晶界、位错等短路扩散通道的存在,直接影响TLP连接过程及其动力学.     

瞬时液相扩散焊接CuAlBe合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢

采用ＣｕＭｎ合金为中间层对ＣｕＡｌＢｅ合金和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢进行了瞬时液相扩散焊接。通过扫描电镜、电子探针和Ｘ射线省射分析等手段对接头的微观组织和相结构进行了分析,并用拉伸试验评价了接头的连接强度。研究结果表明,焊接压力、焊接温度、焊接时间及ＣｕＭｎ合金中间层Ｍｎ的含量等焊接参数对接头强度影响很大。在本试验中,当ＣｕＭｎ中间层中Ｍｎ元素含量为３０％、Ｔｔ＝１２２３Ｋ、ｔｂ＝４０ｍｉｎ、Ｐ     

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

采用Al及Al-12Si中间层的AZ31B镁合金TLP接头的组织和性能

采用Al及Al-12Si为中间层对AZ31B镁合金进行过渡液相扩散焊,用环境扫描电镜及万能试验机测试并分析了接头组织与强度之间的关系。研究结果表明：采用Al作为中间层时,随着保温时间的增加,Al12Mg17金属间化合物含量降低,接头强度升高;采用Al-12Si作为中间层时,含硅相Mg2Si对焊缝的强化提高了接头强度,但保温时间过长时,Mg2Si偏聚于焊缝中心会降低接头性能。