基于银合金先导润湿的铜磷钎料钎焊钢

基于低熔点合金先导润湿的原理,设计制备了一种表面覆盖低熔点银合金层的新型铜磷焊片.采用该焊片钎焊45碳钢,分析了界面反应机理及钎焊接头性能,并和使用普通铜磷焊片钎焊的碳钢接头进行了对比.结果表明,表面覆盖的低熔点银合金早于铜磷合金熔化润湿碳钢基体,并形成反应层,铜磷钎料熔化后与银合金层反应熔合,冷却后形成良好的冶金连接;与使用铜磷钎料直接钎焊的接头相比,银合金先导润湿钎焊的铜磷/碳钢界面化合物层厚度明显减小,抗剪强度超过160 MPa,断裂发生在靠近连接界面的钎焊材料内部,接头强韧性显著改善.     

钒合金与钢异种材料焊接研究现状分析

以钎焊、压焊和熔焊为研究主体,综述了钒合金与钢的连接技术研究进展.现有的研究成果表明,钒合金与钢的连接存在着很大的难度,材料表面氧化膜、结合界面形成的脆性金属间化合物是影响接头性能的关键.解决的有效途径是:选择合适的中间层材料,如Au-Ni,V,Nb等,可以很好地润湿钒合金与钢以提高接头性能;采用爆炸焊或摩擦焊的固相连接手段,避免金属的熔化;采用熔化低熔点金属润湿-钎接高熔点金属的方法精确控制材料之间的反应,将产生金属间化合物的可能性降至最低,以实现异种金属间的可靠连接.     

钎焊技术在铝制品中的应用

铝钎焊是利用熔点比母材低的材料作为钎料,经加热后,钎料熔化,焊件不熔化,利用液态铝钎料来润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,将焊件紧密牢固的连接在一起.铝及铝合金的钎焊问题是近年来研究较多、发展较快的研究领域之一.综述了铝合金钎焊的特点、铝及铝合金钎焊方法的技术发展现状以及钎焊技术在铝制品中的应用.     

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%～70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm²,相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小. CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,...     

真空钎焊TiAl基合金用Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo钎料的钎焊性能（英文）

采用非晶和晶态Ti-25Zr-12.5Cu-12.5Ni-3.0Co-2.0Mo(质量分数,%)钎料对Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.15B(摩尔分数,%)合金进行真空钎焊连接,对两种钎料的熔化行为、润湿铺展性、填缝隙能力以及由钎焊TiAl基合金所得的钎焊接头进行详细的研究。结果表明:与晶态钎料相比,非晶钎料具有更窄的熔化温度区间、更低的液相线温度和熔化激活能;同时,非晶钎料在Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.15B合金表面上具有更优异的钎焊性。非晶和晶态两种钎料的钎焊接头均由两侧的界面反应层和中心钎焊层组成,非晶钎料钎焊接头的抗拉强度均高于相同钎焊工艺参数下的晶态钎料钎焊接头的抗拉强度,且在钎焊温度1273K下获得的钎焊接头的抗拉强度达到最大值254 MPa。     

钎焊过程原位合成高强度银钎料

AgCuZnSn合金具备高强度、成分无害化的优势,在绿色制造中应用前景广阔,但Sn元素的加入导致的成形性能下降,限制了其使用. 为克服该不足,设计了一种使用AgCuZn/ZnCuAgSn/AgCuZn复合焊片在钎焊过程中原位合成AgCuZnSn高强钎料的方法,采用的复合钎焊片外层为AgCuZn低熔合金,内层为ZnCuAgSn合金,二者熔点接近且内层合金低于合成后钎料熔点,复合钎料的加工性优于同成分的AgCuZnSn钎料. 使用复合钎焊片进行了感应钎焊不锈钢试验. 结果表明,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合,获得高强度钎缝,采用该工艺获得的接头强度高于常规钎焊连接强度.     

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.     

超声波及钎料成分对氧化铝/铜钎焊效果的影响

焊接前采用超声波浴去除氧化铝表面杂物,然后利用超声波振动使钎料润湿焊缝将氧化铝与铜进行钎焊连接.所用钎料为含铝量(ω<,Al>分别为0%、5%、10%的ZN-Al合金和含锡量(ω<,Sn>)分别为0%、30%、60%、91%的Zn-Sn合金.通过测量接头强度、硬度和分析接头界面的微观组织形态,结果表明,超声波可以加快钎料的润湿性,并可以通过改变钎料中成分配比来改善焊件连接性能.     

铝铜异种材料活性软钎焊的界面行为研究

采用Sn Zn Si低熔点合金作钎料,以丁烷火焰作热源,用含氟化氢铵的钎剂辅助润湿,对铝铜异种材料进行软钎焊,得到了润湿良好的钎焊接头。用扫描电镜结合电子探针对接头界面的组织形态和成分分布情况进行研究,得到了钎料及母材元素的扩散迁移情况。钎料中Zn、Si两种元素向母材防锈铝和铜基板迁移量较多,防锈铝中的Mg元素则大量越过钎料层向铜基板一侧快速扩散。在铜侧界面处会有少量扇贝状的Sn-Cu金属间化合物生成。     

原位合成高强度ZnAgCu钎料研究

AgCuZn合金具备低熔点、高强度的优势,作为无害化钎料在绿色制造中应用前景广阔,但高Zn含量导致的成形性能严重下降,限制了其使用。为克服该不足,文中设计了一种使用AgCu/ZnCu/AgCu复合焊片在钎焊过程中原位生成AgCuZn合金的方法。采用的复合钎焊片外层为AgCu共晶合金,内层为72ZnCu(质量分数)合金,二者熔点接近。使用复合钎焊片感应钎焊316LN不锈钢发现,钎焊过程中两种合金基本同时熔化,经短时间保温后可充分熔合,获得成分均匀的高强度钎缝,接头强度远高于常规AgCuZn钎料钎焊的接头强度。     

铜-锰-锌-硅钎料的研制

研制成功的钎料适合用于钢件和硬质合金等材料的钎焊,文中阐述了钎料合金体系选择及各组元配比拟定的理论依据,以此钎料钎焊接头的强度远高于黄铜钎料钎焊接头的强度,具有特高的抗冲击性能,而合金的轧制性能亦良好;由于这种钎料的熔化温度较低(825.5℃～831.5℃),所以能降低钎焊温度,减少钎焊能耗。钎焊时工件钎焊应力和焊件变形降低,钎焊接头有较细的晶粒组织,提高了产品的质量;同时,钎料的熔化温度较低和含锌量较低,使钎焊时环境污染得到改善。     

Development of Ag based brazing filler metal with low melting point

Abstract

This study was carried out to develop cadmium free silver based brazing filler metals that meet the following requirements. First, they have to have a melting point lower than that of BAg-1 brazing filler metal. Second, they have to have not only good wetting characteristics and the ability to produce a sound joint with excellent mechanical properties but also plastic formability. Using the calculated phase diagrams on Ag–Cu–Zn–Sn quaternary system alloys, the authors selected several alloys with a possibility of meeting the above requirements. The melting point and other properties, such as hardness and brazeability of the selected alloys, were evaluated. As a result, the authors successfully developed silver based brazing filler metals that have a low melting point below ～600°C and meet the above requirements by adding a small amount of indium as an alloying element into the Ag–Cu–Zn–Sn quaternary system alloy. The newly developed brazing filler metals are slightly inferior in wetting characteristics to BAg-1; however, the brazing filler metal containing ～3 mass-% indium element showed wetting characteristics comparable to those of BAg-1. Furthermore, the new brazing filler metals could produce joints with a high tensile strength equivalent to ～83% of that of a joint brazed using BAg-1.     

ZrB2-SiC/Inconel 600钎焊接头界面结构与反应机理

采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC陶瓷与Inconel 600镍基合金进行真空钎焊连接。利用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪研究了钎焊接头界面结构、断口形貌,借助万能试验机测试其剪切强度。结果表明:采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC/Inconel 600真空钎焊,可以实现接头冶金结合,接头无裂纹及微孔隙缺陷。界面反应产物为Ni-Fe-Cr合金、Cu(s,s)+Ag(s,s)固溶体、(Cr,Fe)7C3+(Cr,Fe)3C2合金碳化物,结合扩散理论和热力学分析阐述了界面产物形成机理。钎焊接头室温平均剪切强度为32.92 MPa,断裂模式为解理断裂。     

基于熵模型镀锡银钎料钎焊性能的定量表征

以BAg50CuZn钎料和BAg34CuZnSn钎料为基材，采用镀覆扩散组合工艺制备了两类镀锡银钎料，利用综合热分析仪、润湿试验炉、万能拉力试验机测定镀锡银钎料的熔化温度区间、润湿面积及钎焊接头抗拉强度，建立了钎料润湿熵和接头强度熵的数学模型，并与熔炼合金化制备的相同Sn含量的传统钎料进行对比. 结果表明，与相同Sn含量的传统钎料相比，镀锡银钎料的润湿熵值更小、强度熵值略高. 同等Sn含量条件下，镀锡银钎料和传统钎料润湿熵值的变化趋势，与对应钎料在316LN不锈钢表面的润湿面积随Sn含量的变化趋势基本一致，强度熵值的变化趋势与对应钎料钎焊316LN不锈钢接头的抗拉强度随Sn含量的变化趋势几乎吻合；润湿熵和强度熵的模型在一定程度上可定量预测镀锡银钎料的钎焊工艺性和接头力学性能.     

AgCuNiLi钎焊TiC金属陶瓷与GH3128界面结构及接头性能

采用AgCuNiLi钎料对TiC金属陶瓷与GH3128镍基高温合金进行钎焊。结果表明:当钎焊温度为840℃,保温10min时,接头典型界面结构可以表示为:TiC金属陶瓷/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/GH3128。随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,TiC金属陶瓷附近的(Cu,Ni)固溶体层厚度增大,且向钎料内部呈树枝状长大,钎料内部的Ag-Cu共晶组织逐渐减少。界面机理分析表明:钎料中Li的加入能促进界面上(Cu,Ni)固溶体的形成;但(Cu,Ni)固溶体的继续长大则受钎料中Cu元素的扩散程度控制。当加热温度由810℃升高到960℃,接头抗剪强度呈现先增大,然后缓慢减小的变化趋势。当加热温度为880℃、保温时间为10min时,接头抗剪强度达到最大值204MPa。     

Brazing of A5056 aluminium alloy with the aid of ultrasonic vibration using Ag filler metal

In order to produce a high strength brazed joint of A5056 aluminium alloy containing magnesium of about 5 mass%, the authors applied a flux-free brazing method with the aid of ultrasonic vibration to the aluminium alloy by selecting pure Ag foil as brazing filler metal and examined the effect of brazing conditions on the joint properties. The main results obtained in this study are as follows.

At a brazing temperature of 570°C, just above the eutectic point of Al–Ag binary system, application of ultrasonic vibration for 4.0 s provided the brazed joint with the maximum tensile strength and the strength decreased with the application time. When the brazing temperature was varied from 550 to 580°C and the application time of ultrasonic vibration was kept constant at 4.0 s, the joint brazed at 560°C attained the maximum tensile strength and fractured in the base metal. It was found that using a pure Ag foil as brazing filler metal successfully brazed A5056 aluminium alloy and the joint strength was equivalent to that of the base metal. Fracture of the joint was prone to occur along the (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase with high hardness formed at the grain boundary of the base metal. The amount of the hard (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase increased with the ultrasonic application time and the brazing temperature. It seemed that the increase of the hard (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase mainly caused the brazed joint strength to decrease.     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

SiC陶瓷与TiAI合金的真空钎焊

采用Ag-Cu-Ti钎料对常压烧结的SiC陶瓷与TiAl金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现SiC与TiAl的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ti-Cu-Si合金层、富Cu相与富Ag相的双相层和Ti-Al-Cu合金层组成;在1173K和10min的钎焊条件下,接头室温剪切强度达到173MPa。     

Microstructure and strength of brazed joints of TiB2 cermet to TiAl-based alloys

In this study, TiB2 cermet and TiAl-based alloy are vacuum brazed successfully by using Ag-Cu-Ti filler metal.The microstructural analyses indicate that two reaction products, Ti ( Cu, Al ) 2 and Ag bused solid solution ( Ag ( s. s ) ) , are present in the brazing seam, and the iuterface structure of the brazed joint is TiB2/TiB2 Ag ( s. s ) /Ag ( s. s ) Ti ( Cu,Al)2/Ti( Cu, Al)2/TiAl. The experimental results show that the shear strength of the brazed TiB2/TiAl joints decreases us thebrazing time increases at a definite brazing temperature. When the joint is brazed at 1 223 K for 5 min, a joint strength up to 173 MPa is achieved.