第二相粒子改善Sn-Bi无铅焊料性能的研究现状

Sn-Bi焊料是目前较有潜力的低温焊料,其优异的各项性能使其广泛应用于低温焊接领域,但Sn-Bi系焊料具有易偏析、脆性大,且在服役过程中易出现相粗化以及Bi相富集,限制了其发展与应用.为克服这些弊端,国内外采用了添加第二相颗粒的方法来改善性能.通过阐述合金元素、氧化物颗粒以及碳纳米结构材料对Sn-Bi钎料熔化特性、润湿性、显微组织、界面组织及力学性能方面的影响,探讨了钎料改性工作的研究成果,简述了研究过程中存在的问题,展望了Sn-Bi系无铅焊料未来发展方向,为新型无铅焊料研发提供理论基础.     

BNi-B高合金化镍基合金钎料粉末研制

在解剖国外钎焊料BNi-A的基础上,采用"预制母合金+超声气体雾化"工艺技术以及对国产BNi-B及国外BNi-A钎焊料粉末的化学成分、金相组织、粒度分布及固-液相线温度区间对比分析,成功实现相关制粉技术突破与材料国产化,研制出满足技术要求的合金钎焊料粉末。     

稀土元素镧和锶对镍基钎焊料焊接性能的影响

碳化钨(WC)复合涂层是一种高温下使用的有效耐磨蚀保护涂层.在BNi-2钎料粉末中添加稀土粉末,用机械合金化技术制备了改进的BNi-2钎料粉末,并在Q235钢基体上制备了碳化钨复合涂层;采用SEM观察了涂层显微组织,分析了稀土元素La和Ce对钎料焊接性能的影响规律.结果表明,在BNi-2合金中分别加入0.1 Wt.%稀土元素La,0.05 Wt.%稀土元素Ce,并采用机械合金化制备的粉状镍基焊料,与母材润湿性良好,焊接性能有所提高.采用此焊料及渗透钎焊技术可以制备出界面结合良好的WC复合涂层.     

新型无腐蚀性铝钎剂

研究并配制了新型无腐蚀性铝钎剂。结果表明:新配制的无腐蚀性铝钎剂与氯化物钎剂相比,有不吸潮、保持活性时间长、钎缝无任何焊接缺陷、焊后不需要清洗等优点;与氟化物共晶型钎剂相比,有熔点低、流动性好、制备方便等优点。     

节锡焊料的研究

研究了含锡量比普通HL610锡铅焊料降低10％,而焊接性能、机构性能、抗氧化性能均优于HL610的节锡锡铅焊料。用此节锡焊料替代HL610推广使用,每吨焊料可以节约锡100公斤,焊料生产成本可降低16．75％,社会效益和经济效益显著。     

冷却方式对SAC305无铅焊料合金组织性能的影响

研究了不同冷却方式(水冷、油冷、空冷、炉冷)对SAC305(Sn-Ag3.0-Cu0.5)焊料的金相组织、润湿性能、熔化热性能和力学性能的影响.按照一定质量配比的SnAg3和SnCu10融化混合,通过改变不同冷却凝固速率制备SAC305焊料合金,利用光学显微镜、可焊性测试仪、差式扫描热分析仪和万能力学拉伸仪测定焊料合金组织性能,并使用JSM-7800F场发射扫描电镜对断口进行形貌分析以判定断裂模式.研究结果表明：水冷处理的焊料合金组织细化最明显,冷却速率越大,钎料抗拉强度越高,断裂模式逐渐从纯塑性断裂过渡至混合断裂,润湿性能随着冷却速率的增大而下降,炉冷处理的钎料润湿时间最短,且最大润湿力为0.869 mN;热分析方面,经过水冷处理的钎料,熔化特性最佳,熔程为4.717℃,具有较好的流动性.经过综合评价,通过水冷工艺处理的焊料合金性能最佳.     

非晶态合金钎料真空钎焊接头组织研究

研究了铜的添加对Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ系非晶态太合金纤料真空纤焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ母材的钎缝的组织特征和临界钎焊间隙值的影响规律,并与相同成分的晶态粉状钎料进行了对比。结果表明：在钎焊工艺规范确定情况下,随着钎料中铜的质量分数的增大,钎缝中固溶体含量增加,危性相厚度减小,钎焊接头的ＣＢＣ值增大;非晶态钎料钎焊接头中的元素和组织分布比较均匀,其ＣＢＣ值较晶态的大。     

微量In对Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料抗氧化性能的影响

微量In的添加能够提高Sn-0.3Ag-0.7Cu焊料的抗氧化性能。研究发现,In元素的加入可有效提高钎料的抗氧化能力。当钎料中In的质量分数为0.025%时,钎料的抗氧化性能与润湿性能均达到最佳。加In钎料的抗氧化有效温度范围是300℃以下。In元素会在合金中优先氧化,阻碍钎料的进一步氧化。     

钎料、钎剂对PCD刀具焊接性能的影响

针对PCD层易石墨化,硬质合金基底难被钎料润湿的这些缺点,通过应用根据剪切原理自制的试验专用夹具进行抗剪切强度测试、钎焊试验,研究了在空气条件下高频感应钎焊PCD刀具过程中钎料、钎剂对刀具焊接性能的影响,提出了当母材分别为T8钢和YG16、YG16和YG8时,钎料、钎剂的优化搭配方案.     

纯Fe钎焊凝固过程的模拟计算

为研究Fe元素对不锈钢钎焊接头及镍基钎料钎焊接头组织的影响,采用BNi-2+40％(质量分数)BNi-5混合钎料对纯Fe进行真空钎焊,运用金相分析、扫描电子显微镜(SEM)分析、能谱仪(EDS)分析,结合Thermo-Calc及Dictra软件,研究纯Fe钎焊接头显微组织、钎缝成分分布、相组成和元素扩散情况.结果表明,纯Fe钎缝主要由γ-Ni固溶体和Cr-B金属间化合物组成;通过Thermo-Calc和Dictra软件计算,温度冷却至1 173 K时钎料仍未凝固结束,凝固过程中发生了共晶反应,此时相组成及元素扩散行为的计算结果与试验结果基本吻合,可在一定程度上指导钎焊新工艺的制定.     

焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性,在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要.采用德国汉诺威大学"材料连接焊接工艺研究中心"开发的汉诺威焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tC频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

氙气闪光灯电极对焊工艺研究

随着人们对拍照质量的要求不断提高,氙气闪光灯的核心部件——电极的尺寸也更趋向精细。传统的焊接方式难以达到新的要求,故研究氙气闪光灯电极对焊工艺有着现实意义。将传统的横向对焊改成竖向对焊;改进镍丝切刀的设计,提高切口端面质量;并将传统的酒精保护方式改为氢氮混合气体保护。结果表明,新的对焊工艺在焊接结子外观质量、焊接牢度、金相组织等方面都有了显著的改进。     

机械振动焊接对残余应力的影响及机理分析

机械振动焊接是在振动调整残余应力技术基础上发展起来的一项焊接新技术。这种焊接新技术 ,不仅能提高焊接质量 ,改善焊接接头金相组织 ,提高接头金属的力学性能 ,而且能省去焊后调整残余应力的工序 ,从而缩短生产周期 ,降低生产成本 ,并将给焊接生产领域带来巨大的经济效益。试验选用压力容器常用钢 1 6MnR作为试验材料 ,采用机械振动焊接钢板与常规埋弧自动焊接钢板对比实验方法 ,通过残余应力测试和测试结果分析研究了机械振动焊接对残余应力的影响。结果表明 ,机械振动焊接可降低焊接残余应力 ;当频率、振幅 (激振力 )选取合适时 ,其降低效果更显著。而机械振动焊接降低残余应力的机理主要是由于机械振动使焊缝及周围的温度梯度减小和振动使晶粒细化、组织分布均匀所致     

受限空间焊接烟尘通风净化研究进展

简要介绍了焊接烟尘的性质及危害,并分析了国内外科研工作者们对焊接烟尘的通风净化已有研究。焊接烟尘的机械通风净化方法主要有局部排风除尘、全面通风和置换通风3种。置换通风是一种新型的稀释通风形式,适用于高大焊接厂房的通风,故着重分析了置换通风在受限空间烟尘控制方面的研究与应用情况,总结和讨论了目前焊接烟尘通风净化研究中存在的问题及未来的发展方向。     

图像法在管道焊接裂缝检测中的应用

在管道焊接过程中,利用图像处理法可得到大量的焊接裂缝图像信息与特征信息。可通过对焊接裂缝信息的检测,从而实现在焊接过程中对焊接裂缝质量的实时控制。针对在管道焊接过程中容易造成焊接微小裂缝这一问题,提出了一种基于图像处理法的管道焊接裂缝检测系统。系统主要包括激光器、CCD摄像机、图像采集卡、计算机图像处理软件等。通过实验研究表明,该系统有协调能力好、抗干扰能力强、控制精度高,性价比高等优点。     

灰铸铁件小缺陷焊补的研究

介绍了灰铸铁件小缺陷的特殊性,从焊补工艺上和材料的选用２两方面考虑,有效地降低了焊接裂纹的产生,使母材与焊被金属熔合良好,在试验的基础上,提出了灰铸铁件小缺陷焊补的新材料和新工艺。     

一种基于互相关技术的焊缝跟踪方法

机器视觉焊缝识别是一种很有前途的方法，但是由于外部干扰，采集到的图像模糊，基于图像边缘识别的焊缝定位方法计算量大，难以满足焊接的实时性要求.为实现实时焊缝跟踪，采用了基于信号和噪声的统计特性的相关检测技术，该技术对焊缝图像清晰度要求不高.试验结果表明，这种技术可以取得很好的效果，基于信号与噪声的统计特性的互相关检测技术适于焊缝实时跟踪和焊接自动化.     

等离子-MIG焊接设备的设计与研制

为解决厚壁铝及铝合金构件的焊接效率低的实际问题，提出了等离子-MIG双电弧高效焊接新方法.该方法是采用双电源和双电弧共枪体等技术，完成等离子-MIG焊接设备的研制.所研制的设备以PLC为主控单元, 设计了焊接参数专家库管理系统,同时，还采用了有限元模拟技术研究了该设备的核心组件——等离子-MIG枪体内部的水流场和温度场,为枪体的设计和结构优化提供了重要的参考数据, 该焊接方法已应用于三峡电站大型开关断路器的制造工程中.     

超低碳型多用焊接材料的研制

研制了一种超低碳型多用焊接材料,该焊接材料所获得的焊缝组织为铁素体＋珠光体基 体,通过在合金系统中加入Ｎｉ、Ｃｕ等合金元素,保证了焊缝金属与铸铁、高碳钢等材料的可焊 接性．这种焊接材料不但可以用于灰口铸铁和球墨铸铁件的补焊和连接,也可用于焊接中碳钢、 中合金钢和部分高碳钢．     

焊缝跟踪技术的应用研究

焊枪头部与焊缝相对位置准确性与稳定性影响焊接的质量．研究了新的焊缝偏差信息的获取方法,讨论了影响精度的指标和焊缝偏差的补偿,为焊缝跟踪技术提供了一种有效方法．