微合金化低银无镉Ag-Cu-Zn钎料的性能

采用锡、磷、镍、铟元素对含质量分数21％银的Ag-Cu-Zn钎料进行微合金化,研究了钎料的熔化性能、铺展性能、加工性能,以及钎焊紫铜和45钢接头的抗拉强度、显微组织.结果表明:Ag-Cu-Zn钎料微合金化的最优成分(质量分数/％)为21Ag-Cu-Zn-1.5Sn-0.2P-1.0Ni-2.5In,与前期优化得到的21Ag-Cu-Zn-1.5Sn四元合金钎料相比,其固、液相线温度分别降低了106℃和31℃,在紫铜上的单位质量铺展面积增大了约66％,可通过常规热挤压和拉拔工艺制成直径为0.8 mm的焊丝;该钎料用于紫铜和45钢2种母材的钎焊时皆可形成致密无缺陷的钎缝,界面处具有冶金结合层,且用于45钢钎焊时接头的抗拉强度比用21Ag-Cu-Zn-1.5Sn钎料提高了约11％.     

混合稀土含量对Zn9.3Al7Cu合金钎料润湿性能及显微组织的影响

在Zn9.3Al7Cu合金钎料中添加了质量分数分别为0,0.1%,0.3%,0.5%的由镧粉和钕粉组成的混合稀土,研究了混合稀土含量对该合金钎料熔点、润湿性能、显微组织,以及对其钎焊铜/铝接头剪切强度的影响。结果表明:合金钎料的显微组织均由η(Zn)相、ε(CuZn5)相、β(ZnAl)共析相组成,混合稀土的添加使大树枝状的ε(CuZn5)相细化、分布变均匀;随着混合稀土含量的增加,合金钎料的熔点逐渐降低,润湿性能及其钎焊铜/铝接头的剪切强度均先增大后下降;当混合稀土质量分数为0.1%时,钎料在铜板和铝板上的铺展面积均达到最大,分别比未添加稀土的提高了20.4%和46.6%,其润湿铝板的界面变得连续,没有缺陷;合金钎料钎焊铜/铝接头的剪切强度也达到最大,为66.5MPa,比未添加稀土的提高了32.5%。     

Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头的蠕变断裂及强化机理

测定不同应力和温度下Cu颗粒增强复合钎料及基体钎料钎焊接头蠕变寿命,分析Cu颗粒增强复合钎料及其基体钎料63Sn37Pb钎焊接头蠕变断裂机理。结果表明：Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头蠕变寿命优于基体钎料。Cu颗粒表面金属间化合物形成及Cu颗粒对富Pb层阻碍作用是复合钎料钎焊接头蠕变性能改善的主要因素。钎焊接头铜基板上一薄层富Pb相的形成是蠕变裂纹产生的根源。     

多层复合钎料钎焊Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢接头的组织

采用由Ag-Cu-Ti+Mo钎料、铜箔和Ag-Cu钎料组成的多层复合钎料,对Ti(C,N)基金属陶瓷和45钢在不同温度(890,920,950℃)和不同时间(10,20,30min)下进行了真空钎焊,根据接头截面形貌和剪切强度确定了最佳钎焊温度和保温时间,并分析了最佳工艺下钎焊接头的显微组织。结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,Ag-Cu-Ti+Mo钎料与金属陶瓷间的界面反应层厚度增大,铜钛金属间化合物增多,两侧钎料区中的铜基固溶体增多,接头的剪切强度先增后降;最佳钎焊工艺为钎焊温度920℃、保温时间20min,此时接头剪切强度最大,从金属陶瓷向45钢,接头组织依次为Cu3Ti2+Ni3Ti金属间化合物,银基固溶体+铜基固溶体+钼+铜钛金属间化合物,铜,银基固溶体+铜基固溶体。     

钎焊温度对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头组织与力学性能的影响

以L304银焊片为钎料,对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行高温氩气保护钎焊,通过显微组织观察、能谱分析、硬度测试、室温剪切试验等,研究了钎焊温度对钎焊接头组织及力学性能的影响。结果表明:随着钎焊温度的升高,接头焊缝的组织更加均匀致密,钎料逐渐熔化且充分填充焊缝,钎焊质量变好,但当钎焊温度高于920℃时,钎焊接头出现过热现象,组织粗大,钎焊质量变差;随着钎焊温度的升高,钎焊接头的剪切强度和显微硬度均呈先增大后减小的趋势;当钎焊温度为910℃时,钎焊接头的剪切强度为147.5MPa,显微硬度为194HV,钎焊接头的综合力学性能最好。     

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔钎焊C/C复合材料与TiAl合金

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔状钎料进行C/C复合材料与TiAl合金的钎焊,实现了良好的界面结合,保证了接头的高温力学性能。研究结果表明:钎焊过程中,首先在Ti/Ni界面处接触反应形成低熔共晶液相,Cu元素的溶解促进了钎料的完全熔化和扩散,接头组织一般为C/C/TiC/Al_2(Cu,Ni)Ti_3C/Ti(Cu,Ni)+Al(Cu,Ni)_2Ti/Al(Cu,Ni)Ti+Ti_3Al/TiAl,Ti(Cu,Ni)基体相和球状弥散分布的Al(Cu,Ni)_2Ti相是钎缝的主要组成部分。当钎焊温度较低或者保温时间较短时,由于钎缝中生成了大量的脆性Ti2Ni相,降低了接头的力学性能;当钎焊温度较高或保温时间较长时,C/C复合材料母材界面处开裂,且TiC层从母材脱落,也削弱了接头的抗剪强度。当钎焊温度为980℃,保温时间为10 min时,C/C复合材料与TiAl合金的接头室温抗剪强度达到最大值18 MPa,600℃时接头的高温抗剪强度达到22 MPa。     

低体积分数SiC_p/A356复合材料真空钎焊温度的确定

采用Ag47-Cu18-In17-Sn17-Ti1钎料,分别在560,570,580℃下保温30min对增强相体积分数为15%的SiC_p/A356复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及抗剪强度,并确定了最优的钎焊温度。结果表明:在560~580℃温度区间进行真空钎焊获得的接头焊缝组织致密,钎料对基体铝合金和SiC颗粒都具有良好的润湿性,钎料中各元素在580℃下的扩散距离远大于在560℃下的;随着钎焊温度升高,焊缝中心及扩散区的显微硬度都逐渐下降;最佳的钎焊温度为560℃,在此温度下制备钎焊接头的抗剪强度可达51.8 MPa,焊缝中心与扩散区的显微硬度分别为99.4HV和110.7HV,接头的断裂方式表现为塑性断裂。     

TC4钛合金喷嘴真空钎焊工艺研究

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料实现了TC4钛合金喷嘴的真空钎焊,分析了不同焊接参数对接头抗拉强度的影响,并借助扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等方法研究了钎焊接头界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布。研究结果表明,在界面反应层中生成四种产物：灰白色块状Ti和Al的化合物相,深灰色Ti基固溶体相,以及由Ti基固溶体和脆性化合物构成灰白色突起相和浅灰色骨架相。随着钎焊温度和加热时间的增加,接头抗拉强度呈现先增大再降低的趋势,当钎焊温度为940℃和保温时间为15min时,获得最大抗拉强度为412MPa的钎焊接头。     

熔化极氩弧钎焊工艺材料及设备的研究

该项成果是机械工业技术发展基金项目成果。熔化极氩弧钎焊是靠钎料丝与被焊件之间的氩弧作热源加热被焊金属和钎料,钎料丝通过焊枪连续送入钎焊区域,整个钎焊过程始终起于氩气保护之下,而不需要使用钎剂。具有基体金属不熔化,焊后变形小,允许较大装配间隙,无焊后钎剂清洗和腐蚀等优点。钎料和钎焊专用电源是熔化极氩弧钎焊的主要技术关键。该成果研制了两种铜—硅—锰系钎料。都是以铜为基体添加了适量的硅、锰等元素的铜基钎料。其熔点低,BYA－1＃熔化温度范围为920－940℃,BYA－2＃为960－990℃,而国外用于氩弧钎焊的钎料熔…     

两种铜磷钎料对紫铜钎焊的焊接性能和焊缝组织对比

对国产BCu80PAg钎料和德国进口L-Agl5P钎科进行了化学成分、熔化性能、润湿性试验,并比较了这两种铜磷钎料对紫铜钎焊焊接接头的力学性能和焊缝组织.结果表明:L-Ag15P钎料的成分均匀性和润湿性要好于BCu80PAg的,其熔化区间较窄;两种钎料焊接接头的力学性能相当;两种钎料所形成焊缝的显微组织主要都是亚共晶,初生相为富银和磷的α-Cu固溶体,共晶体组分为α-Cu固溶体和Cu3P化合物.     

Mg-Zn-Al-Er钎料的研制及其钎焊性能

研制一种Mg-Zn-Al-Er钎料。在钎料熔炼的过程中,对处于液态金属的钎料进行超声振动,超声功率为600 W,超声频率为20 kHz,超声处理时间为分别为0 s、60 s、120 s、180 s及240 s。钎料浇铸温度为600℃。研究结果表明,在液态钎料中施加超声波,可以起到净化钎料、细化晶粒及促进第二相α-Mg和Al3Er析出的作用。研制的Mg-Zn-Al-Er钎料的熔点不超过355℃,熔化区间不超过10℃,有利于钎焊的进行。对所研制的钎料进行炉中钎焊。钎焊过程中,熔点较高的Al3Er相仍可弥散分布于钎焊接头中,作为形核质点,细化晶粒。钎料超声处理时间为180 s时,其钎焊搭接接头剪切强度为59.7 MPa,为未经超声处理钎料搭接接头剪切强度的1.2倍。     

燃气用铜管的钎焊连接技术

铜管作为室内暗敷用燃气管材在我国部分城市已开始试点应用，钎焊是其最常用的连接方式。铜管的钎焊就是将铜管、铜管件与熔点比铜低的钎料一起加热，在铜管、铜管件不熔化的情况下，加热到钎料熔化，然后使熔化的钎料通过毛细作用填充进承插口的缝隙中，冷却结晶形成钎焊缝，成为牢固的接头。     

铝钎焊用锌基合金钎料的制备及钎焊接头的组织和抗剪强度

采用高频感应加热装置制备了锌基合金钎料,并以纯铝为母材进行润湿试验,并采用该钎料分别对2A12铝合金、55%SiCp/Al复合材料进行钎焊,分析了合金钎料的显微组织、成分、熔化温度范围,并对合金钎料及钎焊接头的拉剪强度进行了测试。结果表明:自制锌基合金钎料主要由α-Al固溶体、η-Zn固溶体和共晶组织组成,熔化温度区间为361~398℃;锌基合金钎料在纯铝上具有较好的润湿性;使用锌基合金钎料钎焊铝合金,其钎缝组织为η-Zn相、细小的共晶组织、树枝状及块状的α-Al相;钎焊55%SiCp/Al复合材料,其钎缝组织由铝的共析组织、η-Zn相、条纹状共晶组织及细小的共晶组织组成;钎料、2A12铝合金钎焊接头以及55%SiCp/Al复合材料钎焊接头的抗剪强度分别为237,127,109 MPa。     

水轮发电机磁极线圈铜排钎焊工艺

钎焊和熔焊不同,它是采用液相线温度比母材固相线温度低的金属材料作钎料,将零件和钎料加热到钎料熔化,利用液态钎料湿润母材,填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接零件的方法。     

ZK60镁合金的炉中钎焊工艺

采用高纯锌箔钎料对ZK60镁合金在不同条件下进行炉中真空钎焊,并用扫描电镜、硬度仪和X射线衍射仪研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及钎缝的物相组成。结果表明:钎焊温度和保温时间对接头的组织和性能影响较大;当钎焊温度445℃、保温时间45s时,接头质量较好,钎缝无气孔、裂纹,显微硬度较高;钎缝组织细小、均匀,其物相组成为α-Mg及γ-MgZn。     

锌铝合金的钎焊研究

对锌铝合金的钎焊性进行了分析，对ZnCl2-NH4Cl-KF钎剂的去膜机理以及Cd-Sn-Zn钎料各组分的作用进行了阐述；分析了锌铝合金钎焊接头的力学性能、组织和成分；并对钎焊接头进行了无损检测。试验结果表明：用自制的Cd-Sn-Zn钎料和ZnCl2-NH4Cl-KF钎剂．经320℃加热和15min保温，对锌铝合金进行炉中钎焊，其钎焊接头抗拉强度为116.3MPa，抗剪强度为96MPa；接头中生成了新相，存在着(220)Mg2Cu6Al5//(010)Cd的相结构。     

铝基复合钎料钎焊机理

采用Cu/Al-Si/Cu式复合钎料,在不同温度下钎焊铝及其合金,通过钎焊接头金相图片和电子探针对焊缝线扫描,分析接头反应结合情况,研究钎焊接头在此条件下共晶反应特征以及铜和硅的扩散特点。研究表明,铜的加入能够显著降低钎焊温度,从而有效保护钎焊母材。不同的钎焊温度,钎焊接头表现出不同的共晶反应,且共晶液相的产生极大地促进了铜和硅的扩散能力。首先内侧发生Al-Si-Cu三元共晶反应,随着钎焊温度超过548℃,铝和铜之间发生二元共晶反应,接头反应能够充分进行,得到较为理想的接触反应区。     

基于电子束热源的钒合金/不锈钢连接技术研究

采用电子束熔化焊、电子束熔-钎焊和电子束阻隔熔化焊方法来实现钒合金与不锈钢异种金属之间的连接。研究发现钒合金与不锈钢连接界面处产生的脆性金属间化合物是影响接头性能的关键因素。采用电子束直接熔化焊时,接头界面会产生贯穿性裂纹导致焊缝直接断裂。电子束熔-钎焊中利用熔化的不锈钢润湿未熔化的钒合金母材,有效控制了液-固界面反应,实现冶金结合。在钒合金与反应区形成厚度20?m的扩散层,在接头中未发现有金属间化合物σ相的产生。电子束熔钎焊接头的抗拉强度达到200 MPa。在电子束阻隔熔化焊中采用Ag作为中间层添加元素,很好地抑制了V/Fe界面的金属间化合物的产生,显著提高了接头性能,接头抗拉强度超过400 MPa。电子束熔-钎焊和阻隔熔化焊得到的钒合金/不锈钢异种金属焊接接头焊缝正反面成形良好,X射线探伤未发现裂纹和气孔缺陷。     

片式微波组件激光软钎焊气密封装技术研究

文中对片式微波组件激光软钎焊气密封装工艺开展研究,优化了影响焊缝成形的焊接结构、热台温度、助焊剂、离焦量、激光功率、焊接速度等工艺参数,分析了激光软钎焊密封接头微观组织,测试了激光软钎焊密封组件的气密性。结果表明:激光软钎焊封盖过程是一个温度场不断变化的动态过程,因此激光功率和焊接速度两参数也应在一定范围内通过程序设计动态调节。钎料可完全填充壳体与盖板之间形成的间隙,钎料中无空洞和裂纹,钎料未溢流到壳体内部。钎料与镀Ni 层接触并润湿良好,在钎料与壳体和盖板界面未形成粗大脆性的金锡金属间化合物。接头上部钎料基本保持(Sn)+(Pb)共晶组织状态,接头下部镀Ni层与钎料之间形成薄且均匀连续的金属间化合物层AuSn和AuSn₂。采用优化后的工艺参数激光软钎焊密封的组件气密性满足机载有源天线阵面应用要求。     

防止薄钢板与铜管火焰钎焊产生裂纹的窍门

钎焊是一种古老的焊接方法,是利用熔点比母材低的钎料与焊件一起加热,在焊件不熔化的情况下,钎料熔化、润湿并填满接头缝隙形成整体接头。在钎缝中钎料与基本金属互相扩散溶解,从而得到牢固的结合。