铝波导真空钎焊

试验证明,铝波导滤波器的理想钎焊方法是真空钎焊。基体材料为LF21铝合金。钎料为Al-11.5Si-1.5Mg 和Al-7Si-1.5Mg。部件的钎焊温度为605～615℃,其真空度为1×10~(-5)Tor,试验指出,在真空钎焊时,铝的氧化膜并不能去除,熔化钎料是沿着金属和氧化膜之间的界面铺展的,氧化膜被举起,熔化钎料沿铝表面流动。因此,毛细作用微弱,且不能很好地形成连续的钎缝。为了提高毛细作用和得到连续的圆角,部件表面进行了局部打磨,而在真空腔内放置了“工艺罩”,在罩内放置了适当量的镁块。试验证明这是有效的:钎料的润湿和铺展非常好;流动距离和填充间隙能力提高了两倍;而组合件一次可以满意地焊成,且不会产生腐蚀和明显变形,从而不需焊后清洗和修整.     

铝铜直接钎焊的研究

从钎料、钎剂和钎焊工艺参数等方面对铝铜直接钎焊进行了研究。在选择合适的钎料与钎剂后,通过降低钎焊温度,减少钎焊时间,进行焊后处理,调整钎缝间隙及基体表面粗糙度,可以获得强度较高的铝铜钎焊接头。对钎剂的腐蚀作用也进行了探讨。     

铜铝异种金属钎焊问题及其对策

铜铝异种金属在钎焊过程中会出现缺陷,如焊缝中生成金属间化合物,母材出现溶蚀以及焊缝的腐蚀等,这与钎焊工艺参数的选择密切相关.钎焊温度过高和保温时间过长都会引起焊缝中生成脆性相(CuAl2),并造成母材溶蚀;钎料和钎剂选择不当则会导致焊缝严重腐蚀,因此,在铜铝异种金属的钎焊过程中,选择合适的钎焊工艺参数对于获得良好的焊缝质量具有重要的作用.概括了铜铝异种金属钎焊过程中可能会出现的缺陷,详细介绍了其形成机理,针对这些缺陷提出了应对措施,并就铜铝异种金属钎焊今后的发展作出了展望.     

Ti-20Ni-15Cr钎料与纯钛的钎焊

采用Ti-20Ni-15Cr研究了钛材非真空钎焊工艺.分析了钎焊过程中钎料和钛基体之间的相互扩散或反应.钎焊时间对钎焊接头的强度具有重要影响.钎焊时间太短时,由于钎料刚刚熔化,钎料层和扩散区的组织还不均匀,因此接头强度较低;钎焊时间过长时,钎缝中又会形成大量的脆性金属间化合物,接头强度趋于降低.因此既要保证钎料和钛基体之间进行必要的扩散或反应,同时要避免在钎缝中产生大量的脆性金属间化合物的产生.     

急冷型SnAgCu系钎料合金钎焊工艺及接头性能研究

制备了急冷型SnAgCu系钎料合金,在对其进行熔化特性测定和钎焊工艺试验后,对钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,结果表明:所制备钎料合金的熔化特性满足要求;钎焊温度和钎焊时间对接头的剪切强度有较大影响,工艺参数为275℃×4.5min时,接头强度最高;在钎焊过程中形成的金属间化合物沿界面分布不均匀,且向钎焊缝中生长.     

SnCu钎料合金镀层钎焊连接机理及界面反应

通过在LD31铝合金表面电刷镀Ni,Cu后再沉积SnCu钎料合金镀层的钎焊实验,研究了钎料镀层的连接机理及界面反应,改进了可降低Ni层应力的电刷镀镀Ni液的配方,开发出适合镀层钎焊的SnCu钎料合金镀液,钎焊时钎料润湿为附着润湿,研究了在300℃钎焊时焊缝界面金属间化合物的生长规律,结果表明：焊缝中Cu-SnCu界面处生成了球状和棒状的Cu6Sn5金属间化合物;拉伸时焊缝主要沿着SnCu金属间化合物和富Sn相之间的界面断裂。     

钛合金电弧钎焊中表面润湿和界面行为

为了清除钛合金铸件中的缺陷,在氩气氛中进行表面润湿性实验,采用气体保护钨极电弧焊接(GTAW),去除氧化皮,加热,清除污染等。实验研究了Ti-6Al-4V合金表面润湿机理、界面行为和及其在GTAW钎焊中的作用,分析了钎焊缝与基体金属间的组织。实验用基体材料为Ti-6Al-4V,钎料分别为Cu     

快速凝固型Sn-Ag-Cu系钎料合金制备及钎焊工艺试验

采用单辊法制备了快速凝固型Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金,在对其进行XRD检测、熔化特性测定和钎焊工艺试验后,对一定钎焊工艺条件下钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,结果表明:所制备的钎料合金的熔化特性和钎焊接头力学性能满足要求,钎缝-母材界面上金属间化合物呈不均匀分布,且朝向钎焊缝中心生长.     

铝合金/不锈钢预涂层钨极氩弧熔钎焊接头的特性

通过在不锈钢表面预涂钎剂层,采用铝硅共晶钎料实现铝合金/不锈钢TIG熔钎焊连接,获得具有熔焊与钎焊双重性质的对接接头,运用OM、SEM、EDS分析接头的微观组织及成分,通过拉伸实验评定接头的力学性能.结果表明:铝母材局部熔化,与液态钎料混合后凝固形成焊缝,焊缝组织主要由α(Al)基体和在晶界析出的Al-Si共晶相组成;不锈钢不发生熔化,液态钎料与不锈钢在界面反应形成不均匀分布的金属间化合物层,最大厚度不超过10 μm,界面上部金属间化合物较厚,呈锯齿状,主要相成分为α(τ5)-Al7.4Fe2Si;界面下部金属间化合物较薄,呈细须状,由α(τ5)-Al7.4Fe2Si+α(Al)混合相构成;接头的平均抗拉强度为90.6 MPa,焊缝/不锈钢界面下部为连接的薄弱环节,成为断裂的起始位置.     

铝合金／镀锌钢TIG熔钎焊接头界面组织及力学性能

采用TIG熔钎焊进行了铝基钎料在镀锌钢板上的润湿铺展试验及铝合金与镀锌钢板的搭接试验,分析了钎料在钢表面的润湿铺展性,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能.研究结果表明,在1rIG电弧热源作用下铝基钎料在镀锌钢板上润湿铺展良好,钢板未熔化,润湿角<20°;获得了较好的铝合金与镀锌钢搭接接头,钢母材侧为钎焊连接,金属间化合物层厚度<9.0 um,从焊缝侧到钢侧金属间化合物经历了FeAl3-Fe2Al5+FeAl2→FeAl2+FeAl的转变,铝母材侧为熔焊连接,焊缝晶粒尺寸明显增大;搭接接头存在局部"未钎合"缺陷,成为裂纹根源,导致接头断裂在焊根附近的焊缝上,抗拉强度仅有90 MPa.     

复配表面活性剂对无铅助焊剂润湿性能影响的研究

助焊剂中的表面活性剂对于降低熔融无铅钎料的表面张力,增加无铅钎料对母材的润湿性具有重要作用.根据表面活性剂的HLB值和分子量,选取了四种不同类型的表面活性剂.以无水乙醇作溶剂,有机酸作活性剂,加入所选表面活性剂,并添加成膜剂、缓蚀剂等其他成分,配制成助焊剂,用于研究表面活性剂对无铅钎料润湿性能的影响.润湿力测试及铺展实...     

L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌环境下的腐蚀行为研究

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌对L245钢及焊缝的腐蚀行为,探究硫酸盐还原菌对母材和焊缝的腐蚀过程及差异.方法 采用静态浸泡法研究了L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌(SRB)条件下的3个不同浸泡时段的腐蚀行为.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、聚焦离子束显微镜(FIB-SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)等测试设备,对试样母材及焊缝区的膜生长过程和腐蚀特征差异进行了表征分析.结果 焊缝区和母材区的腐蚀特征均表现为微生物膜下的局部腐蚀,且点蚀程度随着浸泡时间延长而加重.在腐蚀初期(24 h),焊缝区胞外聚合物(EPS)生长速度要高于母材区,浸泡72 h后,微生物膜已完全覆盖试样表面.腐蚀末期(168 h)膜结构的研究结果表明,大量SRB个体存在于膜中,这是造成点蚀的关键原因.试样去除微生物膜后,经测量发现,焊缝区平均点蚀深度和最大点蚀坑深度均高于母材区,熔合线附近区域的点蚀尤为严重.结论 微生物膜生长对碳钢L245的腐蚀萌生及加速起到了关键作用,焊缝区对SRB引发的点蚀敏感性更高.初步揭示了细菌生长趋势、膜生长过程、点蚀发展这三者之间的对应关系.     

3Cr低合金钢焊接接头腐蚀膜对基体的保护作用

利用扫描电镜分析3Cr低合金管线钢高频电阻焊接头微观组织,采用高温高压反应釜和电化学阻抗测试技术对焊接接头的CO₂腐蚀行为进行研究. 3Cr低合金钢高频电阻焊焊缝和母材的化学成分一致,组织均为铁素体+珠光体,且焊缝组织更加细小、均匀. 失重试验结果表明,焊接接头的腐蚀速率比母材小0.28 mm/年. 电化学阻抗测试结果表明,浸泡时间48和168 h后,焊缝表面腐蚀膜电阻均大于母材,焊缝腐蚀膜对基体的保护性均好于母材. 这是由于焊缝组织分布均匀细小,表面腐蚀膜均比母材均匀和致密. 浸泡48 h时焊缝表面为双层膜结构,母材为单层膜;浸泡168 h时焊缝和母材表面均为单层膜结构.     

AZ91D镁合金电火花堆焊组织及腐蚀性能

采用与母材同质的电极材料,在AZ91D镁合金母材上进行电火花堆焊,研究了焊缝的组织、界面特征及腐蚀性能.结果表明,通过优化的工艺参数可以获得组织均匀、致密的电火花堆焊焊缝.焊缝组织晶粒尺寸在1~5μm之间,由过饱和的α-Mg相、Mg₁₇Al₁₂相以及亚稳态Al Mg相所组成;焊缝与母材之间为冶金结合,形成超薄层熔化互扩散结晶型结合界面,母材一侧没有形成明显热影响区,焊缝保持电极原有的成分;焊缝耐蚀性能优于母材,细化的晶粒组织提高腐蚀的均匀性,过饱和的α-Mg相和晶界上网状连续分布的β相降低腐蚀速率,是其耐蚀性能提高的主要因素.     

Electrochemical corrosion behavior and microstructural characteristics of electron beam welded UNS S32205 duplex stainless steel

Different electrochemical techniques were used to study the corrosion behavior of UNS S32205 duplex stainless steel (DSS) welded autogenously using a single-pass by electron beam welding process, supplemented by microstructural characterization. Furthermore, a comparative study was also performed between multipass gas tungsten arc (GTA)-welded and EB-welded DSS for their microstructure and corrosion behavior. The differences in weld thermal cycle and chemical composition influenced the fusion zone microstructure of both the welds and eventually their corrosion properties. The general corrosion resistance of the EB weld was lower than the base metal and higher than the GTA weld despite its weld zone being characterized by a relatively unbalanced phase ratio (α/γ) in comparison to the GTA weld. However, the EB weld showed relatively higher susceptibility to pitting corrosion than the base metal and GTA weld due to its poor repassivation characteristics and poor resistance to pit growth.     

16Mn管线钢的焊缝表面冲蚀机理研究

目的在管道工程中,16Mn管线钢异径接头-管体焊缝(简称焊缝)表面冲蚀行为是引发失效的主要原因之一,通过研究焊缝余高和管体流体作用,以此来探究焊缝表面冲蚀机理。方法以16Mn管线钢为研究对象,针对焊缝区表面冲蚀行为开展基础研究,通过电化学和腐蚀模拟实验,研究了流体初期焊缝区表面腐蚀行为,并通过流体模拟实验,研究了焊缝余高和流体速度对焊缝区冲蚀过程的影响,揭示了管线钢焊缝的冲蚀机理。结果在腐蚀模拟实验中,焊缝、接头母体和管体的开路电位分别为-0.717、-0.686、-0.687 V,焊缝区发生电化学腐蚀的倾向在模拟腐蚀液中最严重,焊缝的自腐蚀电流密度为7.9μA/cm^2,母材的自腐蚀电流密度为3.2μA/cm^2,焊缝的电化学腐蚀倾向性更大,焊缝区金属腐蚀速率最大,在焊缝表面形成了疏松的FeO产物层。在流体模拟实验中,流体在焊缝余高作用下形成了湍流,流速的增加也提高了湍动能,流速为15 m/s和30 m/s时,焊缝凹槽的深度分别为3 mm和8 mm,焊缝凹槽相差5 mm。湍动能在焊缝余高的FeO腐蚀产物表面产生了变形磨损和切削效应,使得焊缝表面疏松的FeO产物层脱落,加速了腐蚀过程,最终形成了冲蚀凹陷区。结论16Mn管线钢焊缝的冲蚀行为是腐蚀和流体冲蚀共同作用的结果,可分为初期的腐蚀和流体冲蚀两个阶段,形成了腐蚀与冲蚀循环交替过程。焊缝余高和流体速度对冲蚀影响较大,内焊缝余高和流体速度的增加将导致余高处的湍动能急剧增加,加速焊缝金属腐蚀产物层剥离,导致焊缝表面冲蚀。研究结果可以为管道失效行为和安全服役设计提供理论基础。     

2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为

采用剥蚀试验和动电位极化曲线测试对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)焊接头的腐蚀行为进行了研究。通过腐蚀失重测试、电化学试验与剥蚀后表面及深度方向腐蚀微观形貌观察,对三者的腐蚀形式和机理进行了分析。结果表明:母材腐蚀速率最大,自腐蚀电位最低,而腐蚀电流密度最大;两种接头焊缝/焊核的耐蚀性总体接近,都优于母材的,FSW焊核的耐蚀性最优。合金母材的腐蚀形式为层状剥蚀,TIG焊缝为晶间腐蚀,深度较小,FSW焊核为点蚀。三者的腐蚀均与析出相有关,母材的析出相粗大,与基体之间的电偶效应最明显;TIG焊缝析出相沿枝晶晶界排列,但析出相尺寸小,电偶作用弱于母材;FSW焊核析出相尺寸由于机械搅拌而变小且分布弥散,腐蚀性能有所改善。     

B101连续油管应力腐蚀开裂行为分析

研究了连续油管的抗H2S环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为.利用扫描电镜(SEM)观察了断口形貌,用能谱仪(EDS)分析了断口元素组成,从环境因素、材料组织、化学成分等方面分析了断裂机理.结果表明,母材对应力腐蚀不敏感,焊缝是应力腐蚀的薄弱区域.焊缝断裂可分为裂纹孕育期、裂纹发展期、裂纹快速增长期、完全破坏期.应力在72...     

氦离子辐照对316L钢焊缝微观结构及性能影响

316L不锈钢作为压水堆候选结构材料,在服役过程中需要承受辐照效应. 为了探明辐照对316L焊缝微观结构及性能的影响及作用机制,系统研究了经氦离子辐照后316L钢焊缝表面形貌、微观组织结构、显微硬度及电化学腐蚀性能的变化规律. 结果表明,150 keV氦离子辐照后试样表面产生大量细小的孔洞,这导致试样耐腐蚀性能降低,母材和焊缝金属腐蚀电流密度分别增加5.42 × 10?5与5.91 × 10?5 A/cm2. 辐照导致试样内部出现氦泡、位错等缺陷,这些缺陷使得试样产生辐照肿胀和辐照硬化现象,母材与焊缝肿胀率分别为0.103%与0.181%,显微硬度分别提高2.33与2.55 GPa. 通过EBSD测试方法证实,焊缝金属晶粒尺寸较大,使得其抗辐照性能相比316L钢稍差.     

Corrosion behavior of pure aluminum in FeCl3 solution

The corrosion behavior of pure aluminum in FeCl₃ solution was investigated mainly by in-situ AFM (Atomic Force Microscopy). The results of combined researches of AFM, SEM(Scanning Electron Microscopy) and EDAX(Energy Dispersive Analysis of X-ray) show that in addition to uniform attack, pitting corrosion takes place also on pure aluminum surface in FeCl₃ solution at open-circuit potential, and impurity elements Fe and Cu are found enriched in corrosion product. In-situ AFM was also used to examine the initiation and development of pitting corrosion of pure aluminum induced by potentiodynamic sweep, and the repassivation of an active pit is observed. AFM tip scratching technique was used to produce a physical defect on metal surface, which is traced by in-situ AFM and it is found that the defect is likely to be preferentially attacked and evolve to pitting corrosion.