钎焊及其设备

20084134铜基钎料钎焊碳/碳复合材料的组织及强度/李辉//焊接.-2008(1):42~45用铜基活性钎料对碳/碳复合材料进行了真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行了试验研究。结果表明,使用铜基活性钎料可以实现碳/碳复合材料的连接,且在试验温度范围内,接头强度随钎焊温度升高呈上升趋势。观察发现,钎料与碳/碳复合材料钎焊接头存在一层较厚的过渡层,性质介于金属与碳/碳复合材料之间。获得这种过渡层对缓和焊接残余应力十分有利,剪切强度试验测试达21MPa。图5表1参1020084135湖北九连墩楚墓出土青铜器钎焊材料的分析/金普军…//焊接学报.-2007,28(11):37~40研究了湖北九连墩楚墓青铜器(300BC)的钎焊技术。肉眼观察发现钎焊接头方式为榫接方式,一些焊缝被处理光滑、致密,具有热处理的特点,存在着底部注入式和侧面注入式的钎料浇口设计方式。利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜能谱(SEM-EDX)和差示扫描量热法(DSC)等现代科技手段研究了钎料。结果表明,钎料为不同配比的Pb-Sn合金,杂质含量很少,平均配比为73Pb:27Sn,为高Pb低Sn合金;合...     

湖北九连墩楚墓出土青铜器钎焊材料的分析

研究了湖北九连墩楚墓青铜器(300BC)的钎焊技术.肉眼观察发现钎焊接头方式为榫接方式,一些焊缝被处理光滑、致密,具有热处理的特点,存在着底部注入式和侧面注入式的钎料浇口设计方式.利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜能谱(SEM-EDX)和差示扫描量热法(DSC)等现代科技手段研究了钎料.结果表明,钎料为不同配比的Pb-Sn合金,杂质含量很少,平均配比为73Pb:27Sn,为高Pb低Sn合金;合金组织呈现铸造形态,表明当时采用了浇注钎料熔液的钎焊方式,部分钎料的熔点在180～186℃之间,钎料的低工作温度说明它们不适合高温蒸煮,这类器物的制作目的是作为礼器.     

铜基钎料钎焊碳/碳复合材料的组织及强度

用铜基活性钎料对碳/碳复合材料进行了真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行了试验研究.结果表明,使用铜基活性钎料可以实现碳/碳复合材料的连接,且在试验温度范围内,接头强度随钎焊温度升高呈上升趋势.观察发现,钎料与碳/碳复合材料钎焊接头存在一层较厚的过渡层,性质介于金属与碳/碳复合材料之间.获得这种过渡层对缓和焊接残余应力十分有利,剪切强度试验测试达21 MPa.     

C_f/C复合材料铜基活性钎料真空钎焊接头的组织与性能

用铜基活性钎料对Cf/C复合材料进行真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行研究。结果表明,使用铜基活性钎料可实现Cf/C复合材料的连接,且在实验温度范围内,钎料成分对接头强度具有重要影响。室温下焊接接头的最高剪切强度达21 MPa。     

铜基钎料钎焊SiC/Nb的接头组织及强度

为了连接SiC陶瓷与铌合金．用铜基钎料对SiC陶瓷与金属铌进行了钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和高温强度进行了研究。结果表明,使用铜基钎料可以实现SiC陶瓷和铌合金的连接且在试验温度范围内。接头强度随钎焊温度升高呈上升趋势。通过扫描电子显微镜现察,钎料与SiC陶瓷钎焊接头明显分层,存在一层较厚的过渡层,性质介于金属与陶瓷之间。获得这种层状结构对缓和焊接残余应力十分有利,500℃下,三点弯曲强度试验测试达290MPa。     

Cf/SiC复合材料与钛合金(Ti-Zr-Cu-Ni)+W复合-扩散连接

采用(Ti-Zr-Cu-Ni)+W复合钎料作为连接层,在连接温度930℃,保温时间5min的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与钛合金.利用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验测试接头力学性能.结果表明,钎焊时复合钎料中的钛、锆与C/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面生成Ti3SiC2,Ti5Si3和少量TiC(ZrC)化合物的混合反应层,连接层的铜、镍与钛合金中的钛发生相互扩散,在连接层与钛合金界面形成Ti-Cu化合物过渡层.对钎焊接头进行900℃,保温60 min扩散处理后,连接层组织达到均一化,母材TC4合金侧过渡层增厚.扩散处理后接头强度为99 MPa,较钎焊接头强度65 MPa提高了52％.     

铜基微晶钎料真空钎焊25Cr3MoA/YG6

应用Cu-11%Sn-2%Ni微晶钎料对25Cr3MoA钢和YG6硬质合金进行了真空钎焊,观察了接头组织形貌,建立了钎料层/母材原子互扩散模型,定量分析了焊接区合金元素的分布特征,并在专用仪器上测试了接头的剪切强度.结果表明:使用铜基微晶钎料钎焊25Cr3MoA和YG6,润湿性和铺展性良好,形成的钎缝饱满致密,接头钎着率高;钎缝组织以铜固溶体为主相,其间分布着Cu3Sn相,富Ni的Cu9NiSn3相以及少量的γ-Fe相.铜原子从钎缝向母材的扩散深度约为25μm.应用铜基微晶钎料可实现25Cr3MoA与YG6的真空扩散钎焊连接,接头剪切强度较高,达169 MPa.     

热冲击下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

借助于SEM、EDS、XRD等检测手段对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头进行观察分析,研究了钎焊工艺参数及热冲击条件对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头界面金属间化合物和力学性能的影响。结果表明:添加0.05%(质量分数)Ni能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;钎焊温度270℃和钎焊时间240 s时,钎焊接头抗剪切强度最大达26.9 MPa,较未添加Ni的钎焊接头提高8.9%;随着热冲击周期的增加,钎焊接头界面金属间化合物层平均厚度增加,界面粗糙度先增大后减小,钎焊接头强度降低;添加0.05%Ni能够抑制接头界面金属间化合物的成长、钎焊接头强度的降低,有利于改善接头可靠性。     

瞬间液相焊非晶铜基钎料的制备及其性能研究

利用液态单辊急冷法制备用于铜及铜合金瞬间液相焊非晶铜基钎料--Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3.制得的非晶铜磷钎料薄带具有良好的韧性,可以冲压成各种形状,钎焊工艺性能优良.将该钎料在4种钎焊温度(660℃、670℃、680℃、690℃)和3种保温时间(5 min、10 min、15 min)下与紫铜进行真空钎焊.结果表明,用非晶Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3钎料焊接的接头有较高的强度.     

Study on Vacuum Brazing of 25Cr3MoA/YG6 Using Cu-based Microcrystalline Brazing Alloy

应用Cu-11Sn-2Ni微晶钎料对25Cr3MoA钢和YG6硬质合金进行了真空钎焊, 观察了接头组织形貌, 建立了钎料层/母材原子互扩散模型, 定量分析了焊接区合金元素的分布特征, 并在专用仪器上测试了接头的剪切 强度. 结果表明: 使用铜基微晶钎料钎焊25Cr3MoA和YG6, 润湿性和铺展性良好, 形成的钎缝饱满致密, 接头 钎着率高; 钎缝组织以铜固溶体为主相, 其间分布着Cu3Sn相、富Ni的Cu9NiSn3相以及少量的 γ-Fe相. 铜原子从钎 缝向母材的扩散深度约为25 um. 应用铜基微晶钎料可实现25Cr3MoA与YG6的真空扩散钎焊连接, 接头剪切强 度较高, 达169 MPa.     

Vacuum Brazing Processes of Aluminum Foam

采用3种钎焊工艺焊接泡沫铝进行对比实验,焊接工艺包括:在高真空(真空度为10-3Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在低真空(真空度为1Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在高真空(真空度为10-3Pa)条件下采用单层钎料进行钎焊。对焊接接头的宏观、微观特性与抗弯强度进行分析比较。结果表明:在高真空条件下采用复合层钎料进行钎焊可获得满意的接头,接头强度明显高于母材;在低真空条件下采用复合层钎料进行钎焊所得到的接头强度明显低于母材;在高真空条件下采用单层钎料进行钎焊所得到的接头强度略低于母材。     

铝基活性钎料真空钎焊C_f/C复合材料焊接接头的组织及性能

用铝基活性钎料对C_f/C复合材料进行真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行了试验研究.结果表明,使用铝基活性钎料可以实现C_f/C复合材料的连接,且在试验温度范围内,接头强度随钎料成分不同而发生变化.电子探针观察表明,钎料与C_f/C复合材料钎焊接头润湿性良好,存在成分偏聚层,这种层状结构对缓和焊接残余应力十分有利.室温下接头最高剪切强度可达16MPa.     

基于CuTi的Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料钎焊连接

采用Cu23Ti钎料合金对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜和四点弯曲试验研究了钎焊接头的组织和性能。结果表明:Cu23Ti钎焊接头由Ti(C,N)-Al_2O_3/界面反应层/剩余钎料层构成,界面反应层厚度随钎焊时间的延长而增加,接头在钎焊30 min时获得最大的弯曲强度。     

具有铼涂层的C/C复合材料与铌的真空钎焊

利用自制的Zr-Ni钎料对具有铼涂层的碳碳复合材料与铌进行真空钎焊,确定了接头典型界面组织为C/C-Re复合材料/(Re)/(Re,Zr,Nb)+NiZr/ NiZr₂+NiZr/ NiZr+Nb/Nb. 结果表明,钎焊过程中,铼涂层厚度变小,向钎缝中扩散,并与钎料元素形成了固溶体组织(Re,Zr,Nb),当钎焊保温时间过长时,Re元素向钎缝大量溶解,铼涂层与C/C复合材料脱离. 随钎焊温度升高及保温时间延长,接头抗剪强度均呈现出先升高后降低的变化趋势. 确定最佳焊接工艺参数为钎焊温度为1 110 ℃,保温时间为20 min,此时钎焊接头室温抗剪强度为19 MPa.     

SiCp/Cu复合材料的真空钎焊

对冷压烧结结合热挤压工艺制备的SiC/Cu复合材料,选用Ti和AgCuTi为钎料,采用不同的工艺进行真空钎焊试验.用金相显微镜和扫描电镜对母材和钎焊接头的剪切断口形貌进行分析,利用电子万能试验机对钎焊接头进行抗剪强度测试,将接头抗剪强度与母材抗剪强度进行对比以评判钎缝质量.结果表明,用Ti为钎料连接SiCp/Cu复合材料的连接状况要优于AgCuTi钎料,且连接温度850℃,保温时间为20 min时,抗剪强度最大为70.5 MPa,与母材抗剪强度相当;随着铜基复合材料中SiCp含量不断增加,钎焊接头室温抗剪强度不断下降,当SiCp含量超过10%时,抗剪强度快速下降.     

SiC_P/Al复合材料的钎焊工艺研究

采用Zn98Al和Zn72.5Al两种Zn-Al药芯钎料对SiCP/Al复合材料进行氩气保护钎焊试验,研究了钎焊温度和保温时间对接头剪切强度及显微组织的影响。结果表明,用这两种钎料在氩气保护炉中钎焊SiCP/Al复合材料,可以获得质量良好的钎焊接头。对Zn98Al钎料,当温度为490℃、保温45min时可获得剪切强度为71.01MPa的钎焊接头;而Zn72.5Al钎料,在温度为560℃、保温11 min时可获得剪切强度为63.71MPa的钎焊接头。两种钎料的钎焊接头显微硬度均略低于母材。两种接头钎缝区的XRD相结构分析发现,钎缝中都只存在α(Al)和β(Zn)两相;接头断口扫描观察显示,接头整体呈韧性断裂特征。     

LTCC电路基板大面积钎焊接头强度特性和失效分析

采用钎焊工艺对LTCC电路基板与封装载体进行互联,针对大尺寸LTCC电路基板与封装载体钎焊接头的强度特性和失效特征进行了分析.结果 表明,LTCC电路基板(焊盘为Au/Pt/Pd)与载体(表面镀层Au 0.5μm)采用Sn63Pb37共晶钎料大面积钎焊后接头的抗剪强度平均值为28.21 MPa,而异常试样的抗剪强度只有...     

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。     

C_f/SiC复合材料与钛合金Ag-Cu-Ti-C_f复合钎焊

采用Ag-Cu-Ti-Cf(Cf:碳纤维)复合钎料作中间层,在适当的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与钛合金,利用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验检测接头力学性能.结果表明,钎焊时复合钎料中的钛与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成Ti3SiC2,Ti5Si3和少量TiC化合物的混合反应层.复合钎料中的铜与钛合金中的钛发生互扩散,在连接层与钛合金界面形成不同成分的Cu-Ti化合物过渡层.钎焊后,形成碳纤维强化的致密复合连接层.碳纤维的加入缓解了接头的残余热应力,Cf/SiC/Ag-Cu-Ti-Cf/TC4接头抗剪强度明显高于Cf/SiC/Ag-Cu-Ti/TC4接头.     

金对Sn63Pb37共晶钎料性能的影响

Sn63Pb37共晶合金是一种应用很广泛的钎料,在其中加入2%、4%的Au,钎料的熔点改变不大,但可以提高其强度和延伸率,提高钎焊接头的剪切强度,钎料的电阻率随着Au含量的增加而增加.在Sn63Pb37共晶钎料中加入少量Au可以抑止钎焊时钎料对金和金基材料母材的过渡熔蚀.