钎缝间隙对316L不锈钢真空钎焊接头组织的影响

采用镍基钎料BNi2+40%BNi5对316L不锈钢进行真空钎焊。主要通过光学显微镜、电子探针显微分析仪、硬度计等研究了3种钎缝间隙下钎焊接头的显微组织、钎缝成分分布以及钎缝显微硬度。结果表明316L不锈钢的钎焊接头主要由固溶体、共晶组织及网状化合物组成,硼、硅是导致化合物相产生的主要合金元素;随着钎缝间隙的减小,钎焊接头中金属间化合物相的含量逐渐减小,当钎缝间隙为30μm时,接头组织基本为固溶体。     

钎缝间隙对TC4与Ti3Al-Nb合金钎焊接头组织的影响

采用50Ti-20Zr-20Ni-10Cu粉末钎料对Ti3Al-Nb(Ti-13Al-24Nb)(质量分数)合金与TC4合金(Ti-6Al-4V)进行真空钎焊,通过SEM、EDS电子探针及拉伸试验,研究不同钎缝间隙的钎焊接头的显微组织及性能特征。结果表明,钎缝间隙对钎焊接头的组织及性能有较大影响,当钎缝间隙增大时,钎焊接头的组织变得复杂,在接头中既形成了共晶组织又形成了化合物带,这种组织特征会显著降低接头的强度。     

K640合金钎焊接头组织及工艺控制

采用不同的工艺参数对铸造钴基高温合金K640进行了钎焊实验,通过扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对钎焊接头进行了微观组织观察、典型物相成分测试及物相分析.结果表明:不同钎焊工艺参数下的钎缝均由钴基固溶体、碳化物M23C6、硼化物M3B2 钴基固溶体共晶,以及块状及颗粒状碳化物MC组成.当钎焊温度较低或保温时间较短时,钎缝中央生成大量的M3B2;随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,钎缝中M3B2、MC减少,M23C6增多、长大.     

BNi82CrSiB钎料真空钎焊FeCrAl合金接头界面组织

采用BNi82CrSiB带状钎料在1070℃/10min工艺条件下对FeCrAl合金箔带制成的多孔圆形器件进行了真空钎焊实验,并对钎焊接头界面组织和相组成进行了分析。实验结果表明:多孔圆形器件焊后表面无宏观缺陷,钎焊接头致密完整,试样中99%(总共约有8000个)的钎焊接头实现连接。钎缝组织由-γNi基固溶体、金属间化合物和共晶组织构成。钎缝中物相有-γNi,FeNi3,AlNi3,CrB,Ni17Si3。钎焊接头中含有较多的硼化物相。     

亚共晶钎缝组织分析与冷却速率对其形态的影响

对熔化后的BCuP-5钎料进行XRD分析,并用BCuP-5钎料真空钎焊紫铜,用扫描电镜对钎缝组织进行分析研究,利用EDX能谱分析钎缝中各相元素含量,探讨钎缝的形成机理.结果表明:钎缝主要是形成了亚共晶组织,领先相为含Ag和P的a(Cu)固溶体,共晶体的组分为!α(Cu)+α(Ag)+Cu3P.BCuP-5钎焊紫铜后形成...     

K465铸造高温合金高温钎焊接头的显微组织

采用一种含有铝、钛活性元素的镍基高温钎料,对K465镍基铸造高温合金在1220℃进行了高温真空钎焊实验,通过光镜、扫描电镜和能谱分析研究分析了不同钎焊间隙和焊后热处理状态下的钎焊接头组织.研究表明0.1～0.2mm钎焊间隙的钎缝组织由(γ γ′)共晶、呈块状、骨架状或羽毛状和不规则形状的化合物相和γ固溶体组成;0.35mm间隙中填充镍网的钎缝组织,主要由大量γ枝晶、少量(γ γ′)共晶和少量的化合物相组成.钎焊接头间隙在0.1～0.2mm时钎焊后固溶热处理不能明显消除有害化合物相;而接头添加镍网可明显改善接头组织,减少有害化合物相,提高固溶热处理的效果.     

采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料钎焊SiC纤维增强钛基复合材料的接头组织与性能

针对SiCf/β21S钛基复合材料,采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料,进行了钎焊实验和接头力学性能测试.实验结果表明:960℃/10min规范下的钎缝组织形貌单一,钎焊接头剪切强度平均值为97.9MPa;960℃/10min/5MPa规范下的钎缝主要由层片状组织组成,接头剪切强度平均值达到303.7MPa,较前者提高了3倍左右,该接头经过900℃/2h热处理后组织变化不大.钎缝中的缺陷以及Ti和Zr与Cu和Ni两种合金元素形成的脆性化合物相在接头中含量的多少决定着接头的力学性能.     

CuMnNiCo钎料钎焊MGH956合金接头组织及力学性能研究

采用自制的CuMnNiCo钎料对氧化物弥散强化(ODS)合金MGH956进行钎焊实验,分析了钎焊过程中各种组织的形成过程,研究了不同的钎焊温度对接头组织和性能的影响。结果表明:在1000~1050℃保温20min工艺下钎焊MGH956合金,均可获得良好的钎焊成形效果,钎焊接头由钎缝中心区的Cu-Mn基固溶体和两侧扩散反应区的Fe-Mn基固溶体组成,并含有三种不同的化合物相。钎焊温度为1030℃和1050℃时,接头的室温拉伸断裂发生在钎缝中心处,断口主要呈沿晶脆性断裂特征。钎焊温度的提高使沿晶界分布的脆性(Mn,Ni)-Si相减少,有利于改善钎焊接头强度,钎焊接头的室温抗拉强度最高可达到母材强度的75%。     

钎焊工艺对Ni/BNi7+Cu9%钎缝组织及显微硬度的影响

为了改善Ni基钎料钎焊接头脆硬的共晶组织,本文采用BNi7+9%Cu复合钎料对纯镍进行真空钎焊。结果表明:温度越高,间隙越大,扩散影响区越大,钎缝区显微硬度越低,扩散影响区显微硬度越高。当钎焊接头间隙为30μm,温度960℃时,钎缝接头主要由等温凝固区、非等温凝固区和扩散影响区组成。等温凝固区为富(Cr、Cu)的γ(Ni)固溶体,非等温凝固区为γ(Ni)+Ni3P共晶组织,扩散影响区为少量的共晶组织和γ(Ni)固溶体;而温度980℃时,钎焊接头是由中心的Ni3P组织和扩散影响区的γ(Ni)固溶体组成。当钎焊接头间隙为100μm时,其扩散影响区的范围要比30μm的大,在960℃时,钎缝填充不好,有很多孔洞。     

Ni-Cu泡沫/Sn-9Zn复合焊料超声钎焊蓝宝石/Al合金接头的组织及性能研究

为实现蓝宝石玻璃和Al合金的低温钎焊连接,采用Ni-10wt%Cu合金泡沫强化Sn-9wt%Zn复合焊料(NiCu-Sn9Zn)超声钎焊蓝宝石/Al合金异质母材,重点研究了钎焊温度及超声振动时间对接头冶金反应行为及力学性能的影响。结果表明,蓝宝石/NiCu-Sn9Zn/Al接头的钎缝层由Sn基体、棒状η-Zn相、α-Al颗粒、合金骨架及其表面的Al₃Ni金属间化合物(Intermetallic compounds, IMC)层组成,合金骨架、α-Al颗粒和棒状η-Zn相在Sn-Zn共晶基体中任意排布。随钎焊温度的升高及超声振动时间的延长,接头内冶金反应相逐渐增加,钎缝组织更加均匀致密,α-Al颗粒数量显著增多,弥散强化作用显著。剪切测试结果表明,随温度的升高及钎焊时间的延长,蓝宝石/Al接头剪切强度逐渐提高,300℃超声钎焊90 s所得接头剪切强度最高,可达61.49 MPa。     

QT500-7铸铁火焰钎焊方法及其对接头性能的影响

以B-Ag40CuZnCdNi合金为钎料,采用火焰钎焊方法实现了QT500-7铸铁的连接。研究了"三明治"法和毛细法两种钎料放置方式及不同加热时间对钎焊接头抗剪强度的影响,并对连接界面的微观组织进行了分析。结果表明:用"三明治"法放置钎料时,接头容易产生焊接缺陷,接头的承载能力低于母材;用毛细法放置钎料时,在足够长的加热时间条件下,液态钎料的填缝过程同时具有清洁钎缝间隙的作用,有利于得到钎缝细小平直且缺陷少的接头,因此抗剪强度得到提高,加热时间大于5min时,接头承载能力高于母材,但加热时间不足时反而不如"三明治"法的施焊效果。     

镍基钎料钎焊K465高温合金大间隙接头组织与性能研究

K465镍基高温合金为母材,FGH95镍基合金粉为预填粉末,采用预填高熔点粉末的方法对0.5mm大间隙接头进行钎焊,研究不同保温时间对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明:1220℃保温0.5h获得的钎缝组织由合金粉颗粒及颗粒间的相构成,颗粒内为γ和γ′两相组织,颗粒间为γ和γ′两相为基体的硼化物、硅化物及γ+γ′共晶组织;随钎焊保温时间延长,合金粉颗粒长大,化合物相及γ+γ′共晶组织合并、总量减少;钎焊保温时间为0.5~16h时,接头平均持久寿命由31.59h提高至54.58h,但不易获得高性能等温凝固接头。     

SiC/SiC-哈氏合金异质连接机制及其氟熔盐腐蚀特性分析

以Cu-2.67Ni钎料, 采用钎焊工艺获得了SiC/SiC复合材料-哈氏合金异质接头, 并研究了其在800 ℃的FLiNaK熔盐中的腐蚀行为。利用不同手段表征了接头微观结构和氟熔盐腐蚀行为。结果表明, Ni、Cr、Mo等合金元素以及SiC中的Si元素发生互扩散。Cr元素替代Ni元素, 在焊料-复合材料界面富集并形成不连续碳化物层。高温钎焊加速Ni扩散并侵蚀SiC, 低温钎焊导致焊料熔融不充分。钎焊过程中的元素扩散改变了哈氏合金的组成,导致其耐腐蚀性能恶化。Cr与Si的选择性溶出导致钎焊接头及合金的腐蚀损伤, 这与热力学计算结果一致。     

高体积比SiCp/6063Al复合材料的铝基钎料制备及钎焊工艺研究

采用快速甩带技术制备了(Al-10Si-20Cu-0.05Ce)-1Ti(质量分数/％)急冷箔状钎料,并对60％体积分数的SiCp/6063Al复合材料进行真空钎焊实验,然后对钎料及接头的显微组织与性能进行测定和分析.结果表明,急冷钎料的微观组织细小、成分均匀,厚80～90μm,主要包含Al、CuAl2、Si和Al2Ti等相.当升高钎焊温度(T/℃)或延长保温时间(t/min),SiCp/钎料界面的润湿性改善,6063Al基体/钎料间互扩散和溶解作用增强,接头连接质量逐渐提高.当T=590℃、t=30 min时,接头抗剪强度达到112.6MPa;当T=590℃、t=50 min时,少量小尺寸SiCp因液态钎料排挤而分散于钎缝,因加工硬化而使接头强度递增7.3％.然而,当T≥595℃、t≥60 min时,SiCp偏聚于钎缝,导致接头组织恶化,且剪切断裂以脆性断裂为主.综合考虑钎焊成本与接头强度使用要求,确定最佳钎焊工艺为590℃、30 min.     

中温自反应钎焊铝蜂窝芯耐高温老化性能分析

采用微小力学测试系统对经过高温老化的中温自反应精密钎焊铝蜂窝芯接头进行拉剪性能测试,并利用扫描电子显微镜及能谱仪对其进行显微组织形貌观察和成分分析,研究接头组织及成分变化与其耐高温老化性能的关系。结果表明:利用1060铝箔和铝合金复合钎焊板所制备的铝蜂窝芯在200℃高温老化12,24,36h后拉剪强度与未老化时相比均无明显下降,且接头的薄弱部分为靠近钎焊接头的母材部分。铝蜂窝芯接头组织形貌及成分分析显示,高温老化对钎缝组织中金属Zn,Sn含量影响不大且无新的化合物相形成;钎缝组织及成分不发生明显变化是蜂窝芯接头耐高温老化的主要原因。     

航空航天领域常用高温钎料研究现状

近年来随着航空航天工业的发展,各类飞行器核心功能部件面临着使役环境愈发极端化的问题。超高速、高温等服役环境对各类零部件的整体性能提出了更高的要求,因此针对航空航天领域用高温钎料的研究尤为重要。在航空航天领域常用的高温钎料包括镍基钎料、钴基钎料、钛基钎料、锰基钎料、贵金属钎料和高熵钎料等,通常应用于不锈钢、高温合金、钛合金以及新型陶瓷材料等的钎焊连接。主要针对在航空航天领域中常用的几种高温钎料,对钎料的元素组成和特性进行总结,对钎料的成形特点和工艺进行介绍,对研究和应用现状进行分析,并对航空航天领域的钎料与钎焊技术提出建议与展望,以期为提升钎焊技术在航空航天领域的应用价值提供参考和指导。     

304不锈钢消音蜂窝钎焊工艺、组织及力学性能分析

采用镍基BNi2钎料钎焊制备了304不锈钢消音蜂窝,对蜂窝芯体与面板钎焊界面组织和蜂窝的力学性能进行了分析和测试,并研究了钎焊热循环次数对钎焊界面组织和蜂窝拉伸力学性能的影响,为实际工程应用确定未焊合缺陷补焊次数提供了依据。液态钎料的毛细作用使钎料沿蜂窝芯箔材表面铺展并与箔材发生显著的元素扩散反应,蜂窝芯与面板之间的钎缝由Ni、Cr、Si等互溶而成的Ni基固溶体组织组成,未生成脆性共晶组织或金属间化合物。钎料中的B和Si元素显著扩散于面板材料中,形成钎料-面板反应区,因B元素的沿晶界快速扩散效应,面板侧组织呈现晶界元素渗入特征。随着钎焊次数增加,钎料对母材的溶解和晶界渗透增加,钎焊界面组织发生显著变化。制备的304不锈钢消音蜂窝拉脱强度为7.21MPa,呈现板/芯界面附近蜂窝芯破坏特点,多次钎焊时蜂窝拉脱强度呈下降趋势。制备的304不锈钢消音蜂窝平压、侧压和弯曲力学性能测试过程均经历弹性变形、塑性变形和失稳三个阶段,强度值分别为5.67MPa、33.85MPa和105.87MPa,平压和弯曲失效模型为蜂窝失稳,侧压破坏除蜂窝失稳外,发生穿孔面板与蜂窝芯体剥离的现象。鉴于多次钎焊热循环对蜂窝拉脱强度的不利影响,建议304不锈钢蜂窝钎焊缺陷的最大补焊次数为一次。     

电触头感应钎焊工艺研究

对Ag-CdO触头与Cu触桥的感应钎焊工艺进行了系统的研究。分析了钎焊温度、保温时间、钎焊间隙对钎着率、组织形态和力学性能的影响规律，并确定了钎着率和组织形态均为良好的最佳工艺规范。通过分析表明：钎料中锌元素烧损是钎缝生成共晶体组织的本质所在；触头的针焊强度不仅与钎着率有关，而且还受钎缝组织形态的影响，即当钎着率在75％以上时，触头钎焊强度随钎缝中共晶体组织的增加而降低。因而应从钎着率和组织形态两方面综合考核触头的针焊质量。     

铂电阻传感器引线与不等直径异质多股导线连接新技术及焊接装置

目的开发一种能实现多股导线与微细丝稳定、可靠连接的新方法及相关装置。方法选用直径为0.2mm、材料为镍丝的铂电阻引线与直径约0.5 mm、材料为铜丝的多股导线进行实验,分别用常规电阻钎焊方法和本研究提出的精密电阻钎焊方法进行焊接。开展焊接工艺实验,研究工艺参数对焊接成形的影响,并获得优化工艺参数;用精密拉伸实验机对采用不同方法和不同工艺参数获得的焊接接头进行拉剪力测试,研究焊接方法和工艺条件对接头拉剪力的影响规律,对不同条件下获得的焊接接头的微观组织结构进行分析,研究其与工艺的相关性。结果采用常规焊接方法得到的焊接接头,平均抗拉力为21 N,强度系数为84%,但缺陷过多,成形差。采用精密电阻钎焊方法得到的焊接接头,平均抗拉力为23 N,强度系数为92%,表面成形及性能均达到要求。结论提出的精密电阻钎焊方法,操作简单,焊接质量稳定,焊接效率高,实现了铂电阻引线和多股导线的良好连接。     

Modellierung der Stängelkristallitbildung beim Hartlöten von Kohlenstoffstählen mit Kupfer

Simulation of columnar crystallite formation in brazed seams of copper‐brazed carbon steels When brazing steels of different carbon content with copper filler metal, columnar crystallites form on the carbon‐rich iron surface if the width of the brazing gap is smaller than 100 μm. Braze seams with such microstructures were described as early as the 1950ies and it was found out, that the strength of such a joint is significant enhanced, if this crystallites penetrate the entire seam. Extensive experimental investigations in recent years confirm, that the final average length of the crystallite increases superproportionally with decreasing brazing gap width and is almost inversely proportional to the difference in carbon content of the joined steels. Although many attempts to explain this phenomenon are known from literature, the mechanism of columnar structure formation has not been clarified properly until now. The aim of the present work was to develop an appropriate physical model, that describes the growth of crystallites as a function of carbon content in the base materials, the initial brazing gap width and the applied process parameters (temperature, time). The model is an appropriate tool for a general choice and development of filler metal‐base material combinations forming columnar crystallites in the braze seam.