铜铝连接用Zn98-Al钎料脆化机理

Zn98-Al钎料在湿热环境中常发生时效劣化行为,使其脆性增大,伴随而至的是钎焊工艺性下降。为探索其脆化原因,文中通过室内湿热加速腐蚀试验模拟湿热大气环境,采用光学显微镜、扫描电镜、XRD等分析手段对加速腐蚀环境下Zn98-Al钎料的显微组织进行研究。结果表明,腐蚀主要发生在晶界处,钎料内形成了腐蚀裂纹和腐蚀孔洞;Zn98-Al钎料的晶间腐蚀是晶内η相为阴极,晶界处α相为阳极而溶解的电化学腐蚀;水蒸气腐蚀后Zn98-Al钎料晶界处O含量和Al含量比较高;XRD分析表明,钎料表面腐蚀产物主要有Al2O3,ZnO,Al(OH)3,Zn(OH)2,钎料在湿热环境中发生电化学腐蚀,同时伴随着高温氧化。     

Sn-0.75Cu钎料接头在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用动电位极化及浸出方法研究Sn-0.75Cu钎料及Sn-0.75Cu/Cu接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。极化曲线测试结果表明Sn-0.75Cu钎料的腐蚀速率比Sn-0.75Cu/Cu接头的低。在特殊电位时的形貌观察及相分析表明,在Sn-0.75Cu钎料表面活化溶解区形成腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2。从活化/钝化区开始,Sn-0.75Cu钎料的表面完全被腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2覆盖,并且在极化测试后出现蚀坑。与Sn-0.75Cu钎料合金相比,Sn-0.75Cu/Cu接头的钎料表面在活化区形成较多的Sn3O(OH)2Cl2,在极化测试结束时腐蚀坑的尺寸较大。浸出实验结果证实了Sn-0.75Cu/Cu接头较快的电化学腐蚀速率引起较多的Sn从中接头中释放出来。     

Cu元素在纯铝基体中的扩散行为研究

制备了Al—Cu共晶合金钎料，以纯铝棒料为基体采用对接接头进行了真空钎焊。使用SEM和EDS对Cu元素的扩散现象进行观察，初步研究和讨论了不同钎焊温度和保温时间条件下Cu元素在基体中的扩散效果和最终产物。实验结果表明：钎焊温度过低、保温时间过短时，Cu元素在基体内部尚未能充分扩散，在基体晶界上严重偏析，生成Al—Cu相中最脆的θ相(Al2Cu)。提高钎焊温度和保温时间有利于提高Cu元素在Al基体中的扩散效果，但过高的钎焊温度又导致θ相的重新出现。选取最佳的钎焊工艺参数才能获得良好的钎缝质量。     

奥氏体不锈钢-铜钎料钎焊界面反应行为分析

针对电弧钎焊奥氏体不锈钢时,易产生裂纹的问题,采用316LN不锈钢母材和多种铜基钎料,研究了电弧钎焊、炉中钎焊和真空钎焊316LN不锈钢和铜基钎料时的界面反应行为.结果表明,电弧钎焊条件下钎料对母材的润湿性随着电流的加大而提高,钎料沿母材晶界的扩散不明显,在电流较高时母材局部熔化,且易形成沿晶界裂纹.炉中钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散明显,但不易形成裂纹;真空钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散显著,形成较厚的界面层,但无裂纹出现.较大的焊接热应力以及钎料沿母材晶界扩散造成的晶界弱化是形成界面裂纹的必要条件.     

钎焊工艺参数对TC4钛合金钎焊接头组织及性能的影响

在钎焊温度为780～900℃,钎焊时间为2～30 min的条件下,采用Ag-28Cu钎料对TC4钛合金进行了真空钎焊试验。利用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对接头微观组织进行了研究。结果表明,接头形成3个反应区:扩散区Ti_2Cu+Ti(s.s)、界面反应区Ti_2Cu/TiCu化合物以及钎缝中心区的Ag(s.s)+Cu(s.s)。随着钎焊温度的提高和保温时间的延长,扩散区及界面层的厚度增加,但过高的工艺参数会导致钎料流失从而使钎缝宽度降低。在钎焊温度为820℃,保温时间为10 min时,钎焊接头的抗剪强度最高,为121 MPa。     

不同钎料对Ti3Al基合金钎焊接头强度及界面微观组织的影响

研究了Ti3Al基合金真空钎焊及接头组织性能;分析了不同钎料对接头界面组织和剪切强度的影响,初步优选了钎料,优化了钎焊连接规范参数;利用电子探针、扫描电镜和X射线衍射等方法对接头进行了定性和定量分析.结果表明:采用NiCrSiB钎料连接时,在界面处有金属间化合物TiAl3、AlNi2Ti和Ni基固溶体生成,TiAl3和AlNi2Ti的生成降低了接头的剪切强度;采用TiZrNiCu钎料连接时,在界面处有金属间化合物Ti2Ni、Ti(Cu,Al)2和Ti基固溶体生成,Ti2Ni和Ti(Cu,Al)2的形成降低了接头的剪切强度;采用AgCuZn钎料连接时,在界面处生成TiCu、Ti(Cu,Al)2和Ag基固溶体,TiCu和Ti(Cu,Al)2的生成是降低接头剪切强度的主要原因;采用CuP钎料连接时,在界面处生成了Cu3P、TiCu和Cu基固溶体,CuaP和TiCu使接头的剪切强度降低;对于NiCrSiB钎料,当连接温度为1 373 K,连接时间为5 min时,接头的剪切强度最高为219.6 MPa对于TiZr-NiCu钎料,当连接温度为1 323 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为259.6 MPa;对于AgCuZn钎料,当连接温度为1 173 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为125.4 MPa;对于CuP钎料,当连接温度为1 223 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为98.6 MPa;采用TiZrNiCu钎料连接Ti3Al可获得最大接头强度.     

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.     

复合锌基钎料铜铝异质钎焊接头微观组织及力学性能研究

采用电镀工艺在Zn-27Al钎料表面镀Ni制备出复合锌基钎料,在氮气的环境中采用电阻炉用复合锌基钎料和Zn-27Al钎料对Cu与Al进行钎焊试验,运用金相显微镜、电子探针、X射线衍射仪分析接头微观组织,通过拉伸试验评定焊接接头力学性能。结果表明:复合钎料钎缝中Al_2Cu_3偏聚在Cu侧、α-Al固溶体偏聚在Al侧的现象消失,组织分布更加均匀、且有新的CuZn_5+Ni_3Al复合相生成;Ni层能够有效地阻止Al和Cu的扩散,从而降低低熔点脆性化合物Al_2Cu的生成。同一钎焊条件下,复合锌基钎料钎焊接头的抗拉强度高于普通钎料,分别达到23. 79 MPa和31. 73 MPa。     

含In银基钎料连接紫铜和Al2O3陶瓷的组织及性能分析

使用Ag-Cu-In-Ti钎料真空钎焊连接Al2O3陶瓷和紫铜.采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了紫铜/Ag-Cu-In-Ti/Cu/Ag-Cu-In-Ti/Al2O3陶瓷接头的微观组织结构,采用四点弯曲试验研究了钎焊温度和是否添加中间层Cu箔对接头力学性能的影响.结果 表明,添加中间层的钎焊接头可能的界面...     

铜铝钎焊接头腐蚀机理分析

通过感应钎焊获得了Zn-2Al,Zn-2Al-1.2Cu,Zn-13Al-5Ag三种不同的铜铝钎料接头,借助试验手段研究了不同钎料的电化学腐蚀行为以及腐蚀前后不同接头的力学性能. 结果表明,在3.5%NaCl溶液中,三种钎料的耐腐蚀性能从高到低依次是Zn-13Al-5Ag,Zn-2Al-1.2Cu和Zn-2Al钎料. 腐蚀后三种钎料接头的抗剪强度下降率分别为29.4%,24.5%和23.7%,这是由于钎料接头铜侧界面处金属间化合物为高电位阴极相,与钎缝中α-Al相形成高电位差,从而导致抗剪强度下降.Zn-13Al-5Ag钎料接头钎缝中AgZn3增强相不易发生阳极溶解进入溶液,该钎料中弥散分布的细微的α-Al相阳极溶解后在接头表面形成钝化膜,使反应不易进行,因此其抗腐蚀性能最好     

Effects of Cu, Si, Ni and rare earth elements on melting temperature and properties of Al-Si filler metals

The effects of Cu,Si,Ni and RE elements (RE=La and Ce) on the melting temperature of Al-Si filler metals were studied by orthogonal design method.The wettability of the filler metals and the shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the different filler metals were measured.The results show that the copper doping content has the most obvious effect on liquidus temperature (T_L) of the Al-Si filler metals and the effect of RE content on T_L is the least.Adding suitable Cu and Si can improve the wettability of the Al-Si filler metals.The shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the filler metals S10,S15 and S20,respectively,is better than that of the joints brazed with HL401 due to the improvement of microstructure.It can improve the shear strength of the joints by brazing with the Ni- or RE-doped Al-Si-Cu filler metals.     

3003铝合金中温钎焊接头力学性能与显微组织

采用不同Al元素含量的中温Zn-Al钎料钎焊3003铝合金,研究了钎焊接头的力学性能及显微组织.结果表明,使用改进的CsF-AlF3钎剂,Zn-Al钎料在3003铝合金上具有良好的铺展性能.随着Al元素含量的增加,钎料在3003铝合金上的铺展性能明显改善,当Al元素含量为15%(质量分数)时铺展面积达到最大.且钎焊接头...     

CuAl2相对铜铝钎焊接头组织与性能的影响

采用Zn-Al钎料和自制KAIF<,4>-CsAIF<,4>钎剂配合火焰钎焊方法对紫铜和纯铝进行钎焊,研究了钎料中铝含量变化对钎料铺展性能、钎料组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,钎料中铝含量质量分数为15%时,钎焊接头力学性能最佳.采用光学显微镜和场发射扫描电子显微镜进一步观察分析钎料组织、铜铝钎焊接头区域显微组...     

Corrosion behaviors of Al-Si-Cu-based filler metals and 6061-T6 brazements

The corrosion behaviors of a series of Al-Si-Cu-based filler metals and the 6061-T6 butt joints brazed with these filler metals are evaluated by polarization tests and immersion tests in a 3.5% NaCl aqueous solution. For comparison, a traditional Al-12Si filler metal is also employed. The results indicate that the Al-Si-Cu-based filler metals before brazing possess much higher corrosion current densities and pitting tendencies than the Al-12Si filler metal. However, brazing of the 6061-T6 alloy with an Al-12Si filler metal produces a wider butt joint, which, in this case, creates a more extensive corrosion region. Severe galvanic corrosion occurs at the 6061-T6 joints when brazed with Al-Si-Cu-based filler metals. However, in the case of the 6061-T6/Al-12Si brazements, selective corrosion of the Al-12Si eutectic phase can be observed. The bonding strengths of the 6061-T6 butt joints brazed with various filler metals are also measured before and after the immersion tests.     

1060铝钎缝耐腐蚀性分析

以1060纯铝作为母材,选取Zn-Al-Ag,Zn-Al,Sn-Zn,Zn-Cd-Ag等4种钎料,采用氧乙炔火焰钎焊工艺制备钎焊接头,采用盐浴浸泡方法加速腐蚀,分析了4种钎缝的耐腐蚀性. 通过宏观形貌观察、极化曲线测试、失重分析和显微组织观测,综合评价了钎缝的耐腐蚀性. 结果表明,在所分析的3个合金系中,Zn-Al系钎料钎缝耐腐蚀性能较好,Zn-Cd-Ag钎缝耐腐蚀性次之,Sn-Zn钎缝的耐腐蚀性最差. 对盐浴腐蚀而言,Zn82Al13Ag5比Zn98Al更耐腐蚀. 而对于电化学腐蚀而言,银的加入能够进一步提高Zn-Al系钎料钎缝的耐腐蚀性能.     

Zn-Al钎料钎焊Cu/Al接头组织和性能(英文)

使用不同成分的Zn-Al钎料对铜铝异种金属进行火焰钎焊,研究其力学性能。利用光学显微镜、扫描电镜和能谱研究不同Zn-Al钎料对Cu/Al钎焊接头钎焊性、力学性能及显微组织的影响。结果表明:随着Al含量的增加,Zn-Al钎料在Cu和Al上的铺展面积逐渐增大。当钎料中Al含量为15%时,Cu/Al接头的抗剪强度达到最大值88MPa;随着组织的变化,钎缝硬度值呈现HV122到HV515不等的分布。另外,钎缝组织的成分主要为富Zn相和富Al相,但是当钎料中Al含量为2%和15%以上时,靠近Cu侧的界面处会分别形成CuZn3和Al2Cu两种完全不同的金属间化合物。研究Zn-Al钎料中铝含量对Cu/Al接头界面化合物类型的影响。     

3003铝合金/紫铜异种金属钎焊接头力学性能及显微组织

研究了Zn-Al钎料钎焊3003铝合金/紫铜的铺展性能及钎焊接头力学性能. 结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎料在3003铝合金表面的铺展性能提高,铝含量增至10%~15%(质量分数)范围内时,钎料均具有优异的铺展性能,铝含量超过15%(质量分数)后,铺展性能下降. 钎料在紫铜表面的铺展面积随着钎料中铝含量的增加而增大. 钎焊接头力学性能试验表明,随着钎料中铝含量的增加,搭接钎焊接头抗剪强度提高,铝含量增至12%(质量分数)时,对应的钎焊接头强度最高,继续增加铝含量,钎焊接头强度降低. 综合考虑铺展性能及钎焊接头力学性能,88Zn-12Al钎料性能最佳.     

湿热环境对Zn-2Al钎料显微组织及力学性能的影响

针对Zn-2Al钎料在湿热环境下的时效劣化行为,通过高温高湿加速腐蚀试验模拟了湿热大气环境,研究了在恒定湿热环境下腐蚀时间对钎料显微组织、力学性能及润湿性能的影响.结果表明,钎料表观腐蚀深度与腐蚀时间呈线性关系,水汽腐蚀主要发生在晶界处,当腐蚀达到一定程度后,钎料内形成了大量的腐蚀裂纹和腐蚀孔洞.晶间腐蚀是晶内富锌η相为阴极,晶界处富铝α相为阳极而溶解的电化学腐蚀.钎料的抗拉强度、塑性和韧性均随着腐蚀时间的延长而降低,钎料在1060铝板上的润湿面积随着腐蚀时间的增加而急剧减小.     

Sb元素及稀土对Zn-10Al基钎料及钎焊接头性能影响

向Zn-10Al-5Cu基体中添加元素Sb及稀土镧钕,采用真空炉、万能材料试验机、金相及扫描电镜等设备,研究了Sb元素及稀土添加量对Zn-10Al-5Cu组织、性能及钎焊接头性能的影响.结果表明,钎料合金的铺展面积随Sb元素添加量的增加先较快增大后又趋于稳定趋势;抗拉强度随Sb元素添加量的增加而稳定增加;钎料组织由共析与共晶组织混合而成;在优选出的Zn10Al5Cu1.5Sb钎料中添加稀土镧钕,钎料的润湿性得到进一步改善,当稀土添加量为0.15%时,钎料的润湿性最佳;此时钎料组织中灰色粗大树枝晶组织及黑色层块状组织减少、灰黑相间层片状组织增多且变的细小,基体组织得到最大程度细化,钎料合金及钎焊接头强度达到最大;继续增加稀土,钎料合金的润湿性及钎焊接头的抗剪强度反而下降.     

Al-Si-Cu合金粉末扩散钎焊Al/Cu接头组织及性能

采用Al-Si-Cu合金粉末扩散钎焊铝铜异种金属,采用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,结合三元相图分析了接头形成机理,最后检测了接头力学性能.结果表明,在连接温度530℃,保温时间60 min,压力为1MPa时可形成均匀致密的接头,接头中存在大量条状和鱼骨状的Al-Si-Cu共晶组织,中间层与两母材结合界面处的组织结构不同,在靠近铜侧界面存在三种层状金属间化合物,其成分依次为Cu₃Al₂,CuAl和CuAl₂,在靠近铝侧界面存在一个扩散区,没有形成层状金属间化合物.接头的抗剪强度随保温时间的变化而变化,在保温60 min时达到35 MPa.