快速凝固Al-Zn-Si基钎料性能的研究

利用单辊急冷设备制备了系列Al Zn Si薄带钎料,并对其熔点、润湿性、接头强度及微观组织进行了分析.试验结果表明,快冷的钎料润湿性和抗拉强度都高于普通钎料;快冷钎料晶粒尺寸为0.6μm以下,且分布均匀.快冷钎料活性大,在钎焊过程中与母材作用能力强,是快冷钎料润湿性和接头抗拉强度高的主要原因.     

快冷与普通Al-Cu钎料Cu元素扩散能力的比较

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Al-Cu快冷钎料薄带和普通钎料.将2种钎料在4种钎焊温度(590、600、610、620℃)和4种保温时间(5、10、15、20 min)下与纯铝进行真空钎焊,借助差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)对2种钎料的熔点、钎缝微观组织和Cu元素的扩散行为进行了研究.研究结果表明:快冷钎料元素分布均匀,晶粒细小,晶粒形态为胞状,而普通钎料成分有偏析,元素分布不均匀,且晶粒大小不一,晶粒形态多为枝晶;快冷钎料的熔点比普通钎料的熔点低3.0℃,结晶区间缩小1.2℃.在相同的钎焊条件下,快冷钎料Cu元素的扩散能力均比普通钎料的扩散能力强.钎焊温度较低时,普通钎料和快冷钎料的Cu元素的扩散能力差别较大;随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,两者的差别减小.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

快冷与普通Al-Si钎料中Si的扩散行为研究

采用快速凝固的方法制备出了Al Si合金的薄带钎料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)等实验手段测量了薄带的熔点、成分等物性.使用EDS对Si元素的扩散现象进行了观察,初步研究和讨论了普通与快冷Al Si钎料中Si的扩散机理和扩散能力的区别.实验结果表明,普通钎料和快冷钎料中Si元素在母材基体中的扩散过程基本相同.快冷钎料中Si元素在母材中的扩散速度和深度都远高于普通铸态钎料.快冷钎料晶粒细小,晶界上Si元素多,有利于形成“液相通道”是快冷钎料试样中Si元素扩散速度快的主要原因.     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

塑性高温活性钎料的研究

根据液相线温度t≥ 110 0℃、冷变形总量ε总 ≥ 40 %要求设计了PdNiTi系、AuPdNiTi系列高温活性钎料 ,对 2种钎料系列的熔化特性、加工性能、润湿性进行了实验研究 .结果表明 :PN - 2 ,APN - 2高温活性钎料具有良好的塑性变形能力 ,对结构陶瓷具有优异的润湿性 ,可直接钎焊结构陶瓷和结构陶瓷 /金属组件     

快凝锡基软钎料的浸润性研究

引入了快冷锡基软钎料的浸润性模型,并进行了计算处理．结果表明,经过快冷加工后,锡基软钎料的钎焊浸润角变小,浸润性得到了改善,钎焊接头强度有所提高;钎焊温度对浸润性影响很大,并随着温度的提高,液态快冷钎料的表面张力降低,浸润角随之变小．     

基于田口法的Sn-Cu-Ni-xEu无铅钎料润湿性研究

基于田口法研究Sn-Cu-Ni-x Eu无铅钎料在不同基板表面的润湿性能(不同钎剂和不同氛围),探讨不同控制因子对无铅钎料润湿性的影响规律.研究结果表明:钎料组份、钎剂、基板和氛围对钎料润湿性的影响显著不同,4个因子的影响从大到小依次为钎剂、氛围、钎料组份、基板,其中钎剂对润湿性的贡献最大.最优匹配组合为Sn-Cu-Ni-0.04Eu、RMA钎剂、Au/Ni/Cu基板和真空氛围.另外,稀土元素Eu的添加可以显著提高Sn-Cu-Ni钎料的润湿性.     

钎焊金刚石磨粒焊接强度

利用高频感应钎焊技术制备单层金刚石静强度实验样块和磨削砂轮,比较了单颗金刚石磨粒在磨削过程中所承受的平均法向和切向载荷分别与其钎焊后的静压强度和静剪切强度大小,结合对磨削过程中磨粒的磨损形态的观察,揭示钎焊金刚石砂轮在磨削过程中金刚石磨粒的磨损机理. 实验结果表明:一般磨削过程中金刚石磨粒所承受的载荷远小于其静强度;钎焊后磨粒的静强度主要受钎焊时的真空度和钎焊加热时间的影响,真空度越高,静强度越大,钎焊时间越长,静压强度损失越大,而静剪切强度却存在一个最佳的钎焊时间;利用高频感应加热方式制备金刚石工具的磨粒焊接强度,完全能满足一般磨削加工要求,在磨削过程中磨粒以微破碎为主,很少有脱落和整颗折断现象.     

银基钎料炉内钎焊氧枪喷头的钎焊结构与焊缝组织分析

通过分析氧枪喷头的设计结构、使用环境和失效形式,进行氧枪喷头用BAg72Cu钎料真空钎焊、BAg45CuZn钎料炉内保护性气体钎焊和炉内空气钎焊技术的实验,使用SEM、EDS等方法研究钎缝微观组织和化学成分,探讨银基钎料与基体冶金结合的机理,分析工艺参数和钎焊方法对焊缝组织和性能的影响.实验及生产结果表明,炉内钎焊焊缝组织致密,综合性能良好,相比其他方法,具有质量稳定,合格率高,成本低廉等优势.     

表面改性硬质合金钎焊性能的研究

本文介绍了在硬质合金表面烧渗Cr、Ti、Ni元素以后进行钎焊的工艺方法。采用这种方法可以明显改善硬质合金与液态银钎料和铜钎料的润湿性;同时还可以显著提高钎焊接头的抗剪切强度。对应以Cr、Ti、Ni元素进行表面改性的钎焊接头抗剪切强度分别平均为481～655MPa,428～438MPa和363～370MPa。     

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。     

Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征。结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致。钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2。     

陶瓷──金属辉光钎焊

陶瓷的原子结构为强共价键或离子键结合，钎料难以对其表面润湿。本文提出，在辉光放电中使活化金属元素通过溅射沉积和离子渗入在陶瓷表面形成镀层并使钎料活化，从而改善钎料对陶瓷表面的润湿条件。上述过程可与钎焊过程一次装炉完成。与传统的锰－钼法和活性金属钎焊法相比，这一新方法不仅工艺过程简单，生产率高，也无需专用钎料和昂贵的高真空设备。     

AgCuTiZr钎料激光钎焊钛/钢连接机理与接头性能

钛和钢广泛应用于“陆海空天”等领域,由于钛与钢的物理化学性能差异,连接界面常形成大量脆性金属间化合物,限制了其广泛应用。在分析钛/钢异种材料焊接的基础上,采用激光钎焊工艺,利用自行研制的AgCuTiZr钎料进行了钛/钢连接实验研究。结果表明,该活性钎料对基体材料润湿性良好,钎焊层组织致密、表面平整;在结合界面处出现了活性元素的扩散,钎焊层中有多物相共存,界面间实现了化学冶金结合;AgCuTiZr活性钎料激光钎焊层具有较高的硬度,达到基体材料的1.5倍,耐磨性与被连接材料45钢/TA2基本一致,抗拉强度达到595 MPa,实现了两种被连接材料的可靠连接。激光热源的显著优点适合于异种金属材料的钎焊连接。     

不同光斑模式的CO2激光在镀锌板钎焊连接中的应用

为了获得CO2激光填丝钎焊镀锌钢板的工艺特性,对CO2激光进行了光束成形,分别研究了圆形光斑、双焦点光斑和矩形光斑3种光斑模式下的镀锌板激光填丝钎焊工艺特点与接头质量．结果表明,采用双焦点的CO2激光光斑加热,钎焊过程适应性增加,并可获得良好的焊缝成形,同时提高激光能量利用率;矩形光斑钎焊可降低镀锌层烧损,但焊接适应性和激光能量利用率降低．通过改变CO2激光的光束能量分布,可以替代Nd：YAG激光进行镀锌板的连接．     

Ag—CdO触头与Cu触桥感应钎焊工艺研究

对ＡｇＣｄＯ触头与Ｃｕ触桥的感应钎焊工艺进行了系统的研究．分析了钎焊温度、保温时间、钎焊间隙对钎着率、组织形态和力学性能的影响规律，并确定了钎着率和组织形态均为良好的最佳工艺规范．通过分析表明：钎料中锌元素烧损是钎缝生成共晶体组织的本质所在；触头的钎焊强度不仅与钎着率有关，而且还受钎缝组织形态的影响，即当钎着率在７５％以上时，触头钎焊强度随钎缝中共晶体组织的增加而降低．因而应从钎着率和组织形态两方面综合考核触头的钎焊质量．     

Si_3N_4／钢钎接过程的参数分析

通过对Ｓｉ３Ｎ４／钢多组针焊实验的比较分析，讨论了影响接头强度的主要因素，提出了在本实验条件下，几个重要工艺参数的理想取值范围．并研究了接头型式对接头强度的影响．