铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊

为改善铝和不锈钢的焊接接头性能,在奥氏体不锈铜（1Crl8Ni9Ti）的表层热浸镀一层ZL102铝合金,然后采用搭接的形式,应用火焰钎焊工艺进行纯铝（1060）板与奥氏体不锈钢板的焊接。利用金相显微镜和扫描电镜分析焊接接头的微观组织,并用显微维氏硬度仪和万能实验机床测定其显微硬度和拉伸性能。结果表明,通过不锈钢表面热浸镀铝,可实现铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊。在不锈钢／纯铝钎焊焊缝中存在不锈钢／热浸镀铝层、热浸镀铝层／钎缝、钎缝／纯铝三个界面。钎焊接头强度取决于各界面的连接质量。热浸镀铝层／钎缝界面是整个接头中最薄弱的界面,剪切断裂均发生在该区域。钎焊接头各区域中,热浸镀铝区硬度最高,达到99．4MPa。     

一种新型非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷连接界面的研究

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究了钎焊工艺参数对连接界面产物的影响。结果表明,在本文试验条件下,钎焊工艺参数对接头强度的影响主要是由于影响反应层厚度所导致;通过SEM,EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层由两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti-Si,Zr-Si化合物/钎缝中心。     

恒温时间对PCD复合片高频感应钎焊性能影响研究

采用AgZnCuMnNi钎料高频感应钎焊聚晶金刚石复合片(PDC)与硬质合金,研究了690℃钎焊温度下不同恒温时间对其钎焊性能的影响.利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪等对钎缝界面和聚晶金刚石(PCD)层的热损伤进行了分析,并测试了钎缝抗剪强度.结果表明:钎缝内主要存在Ag基固溶体、Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36相和少量MnNi相,恒温时间15s时,含Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36相和MnNi相的灰黑色晶粒对钎缝起到弥散强化作用,钎缝抗剪强度达最大值350.6MPa;随着恒温时间的延长,灰黑色晶粒平均等积圆直径逐渐变大,钎缝边界形成连续金属间化合物层,抗剪强度下降;PCD层的热损伤随钎焊中恒温时间的延长而加剧,生产中应采用较短的恒温时间.     

Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料钎焊接头显微组织与性能

采用粉末熔化法制备了镍粒子修饰的还原氧化石墨烯(Ni-rGO)增强Sn2. 5Ag0. 7Cu0. 1RE复合钎料,借助于扫描电子显微镜和X射线衍射,研究了Ni-rGO增强Sn2. 5Ag 0. 7Cu 0. 1RE复合钎料钎焊接头的显微组织与性能。研究结果表明:Ni-rGO增强Sn2. 5Ag0. 7Cu0. 1RE复合钎料与Cu基板可实现良好焊接。在钎焊温度270℃、钎焊时间240 s时,复合钎料钎焊接头剪切强度为29. 7 MPa,高于Sn3. 0Ag0. 5Cu钎料钎焊接头。随着钎焊时间的增加,钎焊接头剪切断裂机制呈现由以韧窝为主的韧性断裂向韧窝和解理组成的韧-脆混合断裂转变,断裂途径由钎缝和界面金属间化合物(IMC)层组成的过渡区向界面IMC方向移动。复合钎料钎焊接头钎缝区由β-Sn和共晶组织组成,界面IMC层由Cu6Sn5和新相(Cu,Ni)6Sn5组成。Ni-rGO增强Sn2. 5Ag0. 7Cu0. 1RE复合钎料钎焊接头的IMC厚度、粗糙度增加,界面IMC显微组织由扇贝状转变为锯齿状。     

SiC_p/2024Al铝基复合材料表面颗粒暴露及真空钎焊分析

采用复合材料表面颗粒暴露及表面合金化工艺,利用M6和BAI88S i钎料对S iCp/2024A l铝基复合材料进行钎焊试验,并进行金相分析、拉伸试验和X射线衍射试验。结果表明:采用(NaOH+HNO3)工艺能将复合材料表面颗粒部分暴露出来;采用表面沉积Cu,使用M6钎料,能改善钎缝的结合状态;钎缝与铝基复合材料间无明显界限,结合良好,并形成了有S iC颗粒增强的复合钎缝,S iC颗粒在钎缝中无团聚现象;钎焊接头强度能达到202 MPa;在钎缝中无A l4C3脆性相生成。     

铝铜连接的感应钎焊工艺

为使钎焊技术进一步提高,采用Zn-Al钎料对Al与Cu进行了感应钎焊连接研究,利用扫描电镜、X射线衍射和室温压剪试验等分析手段对接头的微观组织和室温剪切强度进行实验。结果表明,利用Zn-Al钎料可以实现Al与Cu的连接;接头的界面结构为Al/Al基固溶体＋Al-Zn共晶组织＋CuAl2金属间化合物/（Cu,Zn）固溶体层/Cu;在电流为340 A、时间为9 s的钎焊条件下,接头的剪切强度在室温下达到128.5 MPa。     

Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能

借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和微剪切试验等手段,研究了镀镍还原氧化石墨烯(Ni-rGO)增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能。研究结果表明:在恒温120℃、电流密度1×10~4 A/cm~2条件下,随着通电时间的增加,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区金属间化合物(IMC)层Cu_6Sn_5和Cu_3Sn平均厚度增大,阴极区界面IMC层Cu_6Sn_5平均厚度减小、Cu_3Sn平均厚度先增大后减小。Ni-rGO的添加,明显抑制了Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区Cu_6Sn_5的生长及阴极区微空洞的生成,提高了钎焊接头剪切强度。通电72 h后,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头的剪切强度较未添加Ni-rGO的提高了47.8%。复合钎料/Cu钎焊接头电迁移剪切断裂,由阴极钎缝区呈以韧窝为主的韧性断裂,向界面IMC由解理、准解理和少量韧窝组成的混合型断裂转变。     

纳米Al_2O_3颗粒增强Ni基复合镀渗合金层的腐蚀磨损性能研究

本文通过电刷镀加双层辉光复合镀渗工艺在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层,研究了添加纳米Al2O3颗粒对Ni基合金层的微观组织、耐蚀、耐腐蚀磨损性能的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和腐蚀磨损试验研究复合镀渗层的耐蚀性和耐腐蚀磨损性能.对纳米Al2O3颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明：在共渗工艺（1000℃）条件下,复合镀渗层中纳米Al2O3颗粒部分溶解于基体中,并析出生成Ni3Al（γ’相）,生成的γ’相与基体具有明确的晶体学取向关系,即（111）γ-Ni//（111）γ’-Ni3Al.在不同旋转速度条件下的极化曲线结果表明：在3.5wt.%NaCl＋10wt.%石英砂的料浆中,在所有旋转速度条件下,颗粒增强复合镀渗层和Ni基合金渗层的耐蚀性能都明显优于316L不锈钢.在低旋转速度条件下（小于2.51m/s）时,纳米Al2O3的加入略微降低了Ni基合金渗层的耐蚀性能 而在高旋转速度条件下（2.98m/s和3.45m/s）,纳米Al2O3的加入则提高了Ni基合金渗层的耐蚀性能.静态浸泡20h以及两种腐蚀介质条件下（单相流（3.5wt.%NaCl）和双相流（3.5wt.%NaCl＋10wt.%）,旋转速度为3.45m/s）冲蚀20h后的电化学阻抗试验结果表明：在静态浸泡20h和单相流冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值小于Ni基合金渗层,而在双相流中冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值大于Ni基合金渗层,但两种合金均高于316L不锈钢.     

Sn-Zn-Cu/Cu界面反应及剪切强度

为探讨Cu的加入对Sn-Zn钎料性能的影响,研究了Sn-Zn-xCu与Cu箔钎焊界面处金属间化合物(IM C)成分、形貌及剪切强度.试验结果表明,含0~1%Cu时,Sn-Zn-xCu钎料与Cu母材钎焊界面处IM C主要为层状Cu5Zn8相;在含2%~6%Cu时,为Cu6Sn5相和Cu5Zn8相共同组成;在含8%Cu时,为Cu6Sn5相.这是由于合金基体中生成的Cu-Zn化合物阻碍了Zn向Cu界面处扩散,进而使得界面处IM C由层状Cu5Zn8逐渐向扇贝状Cu6Sn5转变.另外,随着Sn-Zn钎料中Cu含量的增加,Sn-Zn-xCu/Cu接头剪切强度因界面IM C类型的变化以及钎料合金自身强度的提高而使得钎焊接头剪切强度明显提高.     

Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移组织与性能

针对微焊点服役过程中由大温度梯度导致的热迁移问题,设计了一种热迁移试验装置,研究了复合钎料/Cu钎焊接头热迁移过程中的组织演变与力学性能.研究结果表明:设计的试验装置可满足单一热迁移试验条件.与未热加载时相比,Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移200 h后,接头热端Cu6 Sn5界面金属间化合物(IMC)大幅减薄并在界面出现微孔洞;冷端界面粗大扇贝状IMC厚度明显增加,冷端Cu/Cu6 Sn5界面间生成平均厚度1μm的层状IMC Cu6 Sn5.热加载200 h后,钎焊接头剪切强度降低33％.复合钎料钎焊接头断裂位置由热端界面IMC/钎缝的过渡区向界面IMC方向迁移;随热加载时间增加其断裂机制由韧性断裂向先转变为以韧性断裂为主的韧-脆混合断裂,再转变为以脆性断裂为主的韧-脆混合断裂.Ni-GNSs增强相的添加可抑制复合钎料/Cu钎焊接头的热迁移.     

钎焊间隙对镍基非晶态及晶态钎料接头强度的影响

系统研究了Ｎｉ８２．５Ｃｒ７Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分的非晶态及晶态钎料不同的钎焊范下真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢时接头强度随钎焊间隙变化的特征及与钎缝组织的对应关系。结果表明，接头强度随钎焊间隙的变化存在平台值现象，平台对应的两个特征钎焊间隙分别称为最小可用钎焊间隙（Ｗｍｉｎ）和最大可用钎焊间隙（Ｗｍａｘ）；从保证得较高接头强度考虑，钎焊间隙选择不应大于Ｗｍａｘ；在两个特征钎焊间隙内，钎焊间     

真空钎焊不锈钢接头重熔温度的研究

利用金相试验和差热分析方法,系统地研究了用镍基钎料钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ时钎缝的重熔温度随钎焊工艺变化的规律。研究结果表明,熔化钎料与母材间的相互扩散是影响钎缝重熔温度的主要因素。当通过扩散使钎缝组织变成纯固溶体时,钎缝的重熔温度将大幅度提高。ＢＮｉ１ａ、ＢＮｉ２和ＢＮｉ５钎缝的重熔温度可分别提高到１２３５℃,１２３０℃和１３９７℃。ＢＮｉ７钎缝的重熔温度提高幅度较小,在试验条件下仅提高到９４５℃     

钎焊-热轧法制备高速公路不锈钢复合护栏

针对当前高速公路热镀锌护栏存在的主要问题,提出采用不锈钢/碳钢复合板作为新型高速公路护栏材料.研究了钎焊-热轧法制备不锈钢复合护栏的工艺,技术路线为通过炉中钎焊实现不锈钢/碳钢的初结合,对钎焊复合板进行热轧进一步提高结合强度.研究结果表明:采用自制的Ag质量分数为15%的钎料可以实现不锈钢/碳钢有效的钎焊结合,钎焊温度720~730℃,钎焊时间3~4 min是较理想的工艺条件.对钎焊复合板热轧可以显著提高不锈钢/钎料界面的结合强度,压下率低于30%时,轧后钎料层未出现断裂、分层.热轧后,不锈钢复合护栏剪切强度可达338.4 MPa.     

不锈钢接头的宽间隙真空钎焊

采用先在钎缝间隙中预填合金粉,然后在钎缝外置放钎料进行钎焊的方法,解决不锈钢接头宽间隙的钎焊问题.当钎缝内预填３１６粉（或１Ｃｒ１８Ｎｉ９粉）及用ＢＮｉ－１ａ（或ＢＮｉ－２）钎料钎焊时,预填粉不熔化,焊后保持原来的形状。钎料中的硼沿晶界向预填粉中扩散,在晶界处与铁结合形成Ｆｅ２Ｂ,钎料获得固溶体组织。用ＢＮｉ－１ａ钎料钎焊钎缝内预填３１６粉时,钎绀缝强度高达５０４．７ＭＰａ。用ＢＮｉ－５钎料钎焊针缝内预填３１６粉时,针缝组织内的固溶体相中夹带少量的化合物相,钎缝的重熔温度高达１３２５℃。对同一种钎料而言,宽间隙针缝的抗拉强度与重熔温度有较好的对应性,即重熔温度高,抗拉强度也高。     

BNi-2真空钎焊不锈钢钎缝的相变规律研究

用差热分析、电子探针和金相分析等方法对用BNi 2钎料真空钎焊不锈钢 (1Cr1 8Ni9Ti)钎缝的相变规律进行了研究 ,并以Fick第二扩散定律为基础 ,对钎焊过程中硼元素的扩散系数进行了计算。研究结果表明 ,硼是影响钎缝组织和重熔温度的主要元素 ,延长钎焊时间或进行焊后扩散处理可以大大改善钎缝的综合性能。通过理论计算得出了在规定钎焊工艺条件下钎缝中不出现低熔化合物相的临界钎焊间隙与焊接时间的关系式 ,计算结果与试验结果吻合较好 ,计算精度优于 6%。     

表面纳米化0Cr18Ni9Ti/TA17加镍中间层扩散连接

采用高能喷丸(HESP)对TA17钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面表面进行自纳米化(SSNC)处理;采用镍箔作为中间层,在不同温度(800～875℃)下对处理后的钛合金／不锈钢进行脉冲加压扩散连接(PPDB).对接头剖面组织进行金相观察;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,对断面进行SEM,EDS和XRD结构物相分析.研究结果表明:在850℃时接头拉伸强度达到最高,为322.8 MPa;连接后接头界面处纳米晶粒没有完全长大,存在细晶粒区;镍箔有效地阻止了Fe-Ti脆性金属间化合物的形成,在接头处形成β-Ti,(Fe,Ni)固溶体和Ti-Ni金属间化合物(Ti2Ni,TiNi,TiNi3);断裂发生在Ni层与Ti-Ni金属间化合物界面处.     

不锈钢方管电子束钎焊工艺及组织分析

确定了不锈钢方管电子束钎焊的工艺参数,并利用扫描电子显微镜和能谱分析仪,对电子束钎焊试样的显微组织进行了分析。结果表明,选用合理的工艺参数,可获得良好的钎焊接头。钎料区主要是固溶体组织。母材区除了奥氏体组织外,存在铜元素的扩散。