金属陶瓷与金属钎焊接头应力模拟分析

采用有限元数值模拟方法模拟了不同缓冲层和缓冲层厚度对接头残余应力的影响,结果表明,对于同一种缓冲层,厚度不一样,减少应力的效果不一样,都存在一个最佳厚度;使用Cu箔、Ni箔、Ti箔对缓解残余应力非常有效,而使用Mo箔作为应力缓冲层可以调整残余应力场的分布状态。     

高纯氧化铝与金属铌的活性钎焊

为了确定高纯氧化铝陶瓷与金属Nb的直接钎焊工艺参数,采用AgCuTi活性钎料,研究了钎焊温度和钎料中的钛含量对接头组成、界面反应以及接头剪切强度的影响。钎焊温度在825~900℃范围变化时,对接头强度的影响不明显,但温度超过900℃强度降低。钎料中钛的质量分数为1%和2%时,接头的强度基本相同;含量为3%时,剪切强度明显降低。当钛的质量分数为2%,钎焊温度为850℃,保温时间为20 min时,接头剪切强度接近100MPa。接头陶瓷一侧界面反应产物主要为Cu3Ti3O和Ti的氧化物,较高温度时反应层中生成的过多Ti2O可能是导致接头强度显著降低的一个重要因素。     

界面反应层厚度对Ti／ZrO2钎焊接头强度的影响

通过活性钎料Ａｇ６６Ｃｕ３０Ｔｉ４对ＺｒＯ２的浸润试验测定了钎料／陶瓷界面反应产物,浸润角和反应层厚度与温度的关系。将Ｔｉ和ＺｒＯ２在不同温度下进行钎焊连接,得出了接头强度和钎焊温度（即反应层厚度）的关系,存在一最佳厚度,此时可获得较高的连接强度。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 0 .4 %Mg 0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因     

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。     

SnAg及SnAgCu无铅焊料接头中金属间化合物在时效中的演变

对SnAg共晶合金及SnAgCu共晶合金无铅焊料与Cu或Ni／Cu或Au／Ni／Cu衬底经钎焊方法焊接后,在焊接界面和焊料内部形成的金属间化合物(IMC)的类型、形貌和分布形式,以及焊接接头在随后时效过程中IMC的类型、成分和形貌的演变规律进行综述。分析结果表明,在钎焊过程中,IMC的类型与焊料成分有关,与衬底金属在焊料合金中的溶解度及扩散速度有关;IMC的形貌与加热温度、冷却速度及焊接界面的温度梯度有关;IMC的分布与焊料成分及接头中金属元素的扩散能力有关;焊料接头的断裂机理与接头合金成分、时效温度、时效时间、载荷方式有关;在时效过程中,焊料共晶组织粗化,焊料强度下降,断裂会在焊料内部发生;当IMC厚度增大到临界尺寸时,应力集中严重,多层IMC形成,空穴形成及长大,在IMC界面层断裂;若两者强度接近,则断裂部分发生在焊料,部分发生在界面IMC处。     

钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响

采用72Ag-28Cu钎料对铜与铪进行真空钎焊试验.钎焊温度为840 ℃,保温时间为15 min,真空度试验范围为5.0×10^-2～8.0 Pa.研究了钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响,采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察钎焊接头的组织形貌,采用ZWICK-Z050电子万能材料试验机测试接头剪切强度.结果表明：随着钎焊真空度的升高,接头剪切强度呈先升高后降低的趋势;在钎焊温度为840 ℃、保温时间为15 min时,较佳的钎焊真空度为2.0×10^-1 Pa.     

激光-MIG复合热源钢/铝异种金属深熔钎焊

采用激光-MIG(Melt Inert-Gas)电弧复合热源实现了4和6 mm厚的钢/铝异种金属对接接头深熔钎焊,并利用扫描电子显微镜观察力接头界面微观组织特征.通过有限元软件分析电弧熔钎焊、激光熔钎焊、激光-MIG复合深熔钎焊三种焊接方法所获接头温度场,同时分析了激光偏转角度对激光-MIG复合深熔钎焊接头温度分布的影响.结果表明,激光-MIG复合深熔钎焊接头温度分布相较于电弧、激光熔钎焊而言较为均匀,接头下部的温度得到明显的提高,可有效增加液态金属在钢表面的润湿铺展程度,有利于获得较为良好的焊缝成形.在激光-MIG复合深熔钎焊过程中,可以通过调整激光偏转角度提高接头界面下部温度,改善界面温度梯度,有利于生成均匀的金属间化合物层.4 mm厚钢/铝激光-MIG复合深熔钎焊焊接接头有着典型的熔钎焊特征,成型质量良好且无明显缺陷生成.界面层化合物为Fe4Al13和Al8Fe2Si,焊缝由α-Al和Al-Si共晶相组成.激光-MIG复合深熔钎焊可实现6 mm对接接头连接,但界面处存在微裂纹.     

影响碳钢铜钎焊接头强度因素的试验研究

本文通过对碳钢铜钎焊时基体金属的溶解与析出的试验研究，找出了影响析出相数量的各种因素，试验结果表明，接头基体金属含碳量差值越大，焊缝间隙越小，钎焊保温时间越长，接头中析出相数量越多，接头剪切强度越高。     

铜铝异种金属钎焊接头的电化学腐蚀性能研究

通过电化学Tafel曲线的测试,在室温3．5％氧化钠溶液中,对铜铝异种金属钎焊接头的电化学腐蚀性能进行了研究。结果表明：在钎焊过程中,施加一定压力,在一定的保温温度下,延长保温时问,可以提高接头的耐腐蚀性能。     

Ni喷涂层对钛?钢电阻钎焊接头力学性能的影响

钛合金与不锈钢的可靠连接是钛合金与不锈钢实现连接的一个基础性问题,采用热喷涂在不锈钢表面预制Ni涂层,研究Ni涂层作为过渡层,Ag45CuZn为钎料时,钛合金与不锈钢搭接电阻钎焊的实现过程,探讨Ni涂层对接头组织和力学性能的影响.接头力学性能测试表明:Ni涂层的介入使接头剪切强度显著提高,最高可达约243MPa.接头断口形貌及组织的SEM、EDS和XRD等分析表明,Ni涂层中Ni元素不但参与了钎料的冶金反应,而且作为物理层改变了母材中Fe、Ti等原子向对侧扩散,从而获得多种Ni基化合物混合的接头组织,这是钛/钢异质钎焊接头力学性能得到明显提高的主要原因.     

热压316L/Q345R复合板的结合性能

热轧双金属复合板由于其优良性质而得到广泛使用,而如何改善其结合性能也成为业界内的研究热点问题.本文尝试采用分子动力学模拟的方法对316L/Q345R双金属板的高温结合性能进行系统研究.在建立316L/Q345R体系的原子结构模型的基础上,使用MID模拟方法对316L/Q345R体系的热压复合过程进行模拟,其中采用嵌入原子势函数来描述Fe、Cr和Ni之间的相互作用.分析了不同温度与压缩应变率对热压复合变形机制以及扩散层厚度的影响,并探讨了添加金属层对界面结合性能的改善效果.研究表明:温度的提高有利于形成较厚的扩散层,当双金属热压复合温度接近熔点时,此时在双金属复合界面获得的扩散层厚度远大于在较低温度复合时的扩散层厚度;应变率的提高会降低扩散层厚度,这主要因为在达到相同的压缩应变时,随着应变率增大和压缩时间缩短,原子的扩散时间缩短;在双金属之间添加一个晶格厚度的Ni层后,复合界面扩散层厚度比不含Ni复合时增加了134.5％,表明添加镍层能够明显提高扩散层厚度,但添加铬层对提高扩散层厚度的影响不大.     

不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度硬度的关系

通过对不锈钢21－4N在不同温度,不同保温时间下离子氮硕共渗处理,检测其渗层厚度,表面硬度,并根据相应的温度,时间,渗层厚度及表面硬度值描绘出关系曲线,从而阐述不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度,硬度之间的关系。     

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。     

Au-Sn焊点异质界面的耦合反应及其对力学性能的影响

为了探讨Au-Sn异质焊点耦合界面反应对界面IMC层生长行为及焊点力学性能的影响,采用回流焊技术制备Ni/AuSn/Ni和Cu/AuSn/Ni三明治结构焊点,通过扫描电子显微镜(SEM)与能谱分析(EDS)研究焊点在钎焊与老化退火中的组织演变。研究结果表明:在钎焊中Ni-Ni焊点的Au Sn/Ni界面形成(Ni,Au)_3Sn_2金属间化合物(IMC)层,而Cu-Ni焊点的AuSn/Ni界面形成(Ni,Au,Cu)_3Sn_2四元IMC层,表明钎焊过程中上界面的Cu原子穿过Au Sn焊料到达Ni界面参与耦合反应。在老化退火中,界面IMC层的厚度l随退火时间t延长而逐渐增大,其生长规律符合扩散控制机制的关系式:l=k(t/t_0)~n。在160℃和200℃退火时,(Ni,Au)_3Sn_2层的生长以晶界扩散和体积扩散为主。由于Cu原子的耦合作用,(Ni,Au,Cu)_3Sn_2层的生长以反应扩散为主。Cu-Ni异质界面焊点中,Cu的耦合作用抑制了Au Sn/Ni界面(Ni,Au,Cu)_3Sn_2IMC层的生长,减缓了焊点剪切强度的下降速度,有利于提高焊点的可靠性。     

NbTi50/Cu复合超导材料冷压焊研究

一、前言我们曾NbTi50/Cu复合金属线材进行过电阻钎焊的试验研究,并取得一定的进展。但钎焊的缺点在于使用的钎料,大多为强度低的铅锡类软金属,接头强度较低。为了增加接头强度,只好采用搭接并增加搭接长度。这种搭接接头,对后来绕制超导磁体带来不便,而且接头增加了新的过渡层,增加接头的横向电阻。焊接温度对接头的组织与性能有很大影响。据有关资料表明,当温度超过500℃时,NbTi-Cu边缘出现明显的扩散层,形成Ti_2Cu-Ti_3Cu_4-TiCu等一系列脆性化合物,     

铝钢异种金属钎焊膏的研制及其性能

为实现铝钢异种金属的焊接,研制一种新型锌基钎焊膏,并对该钎焊膏在6063铝板与Q235钢板上的铺展性能、钎焊接头力学性能以及显微组织进行研究.结果表明:随着Al元素质量分数的增加,钎焊膏在铝板与钢板上的铺展面积都不断增大,而且焊接接头中形成的金属间化合物层厚度也不断增大,但超过15%之后,由于金属间化合物层过厚,因此焊接接头力学性能降低.当Al元素质量分数为15%时,焊接接头力学性能最好,剪切强度可以达到96.8 MPa,接头断口处成分主要为Zn、Al、铝铁金属间化合物和锌铁化合物.     

Ag-CdO触头与Cu触桥钎焊焊缝组织试验研究

分析了Ag-CdO触头与Cu触桥钎焊温度、保温时间、钎焊间隙对钎缝组织的影响,并提出了获得理想组织的最佳工艺规范.     

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。     

铜合金渗硅层耐磨性及工艺控制

对铜合金进行固体渗硅的工艺方法和渗硅后铜合金表面行为进行了研究,采用本院研制的渗剂对ＺＱＳｎ６－６－３进行渗硅化学热处理,获得了０．８￣１．２ｍｍ的渗层。探讨了热处理温度、保温时间等工艺参数对渗层厚度和渗层性能的影响,研究了铜合金渗硅层的微观结构,结合粘着理论,磨损剥层理论和晶体结构,揭示了渗硅后提高耐磨性的原理。研究表明,渗硅的控制步骤是硅在铜合金中的扩散,并给出了渗层厚度与温度及保温时间的经验