新型铝/钢板式换热器炉中钎焊技术

为解决板式换热器铝钢复合板高成本问题,采用普通钢板取代复合板与铝合金鳍片焊接,为此研制一种新型锌基钎料Zn90Al4Ag5Ce,研究炉中钎焊工艺,并对钎焊接头力学性能及界面微观组织进行研究.结果表明:在气氛炉中加热520℃保温5min可实现Q235和铝鳍片的钎焊连接.在钎焊界面铝侧形成锌铝固溶体,在钢侧也存在弥散分布的锌铝固溶体,中间钎缝形成少量FeAl3脆性相.Ag原子能减缓A1原子的扩散速度,使有害脆性相锌铝固溶体长大速度变慢,钎焊接头力学性能提高.     

钛/钢连接方法的研究

钛与钢的物理和结晶化学性能差异较大,直接连接时接头性能较差,焊接存在较大困难。采用钎焊或用适当的填充材料隔离固态钛与钢的熔化焊和压力焊,可缓解接头中金属间化合物与脆性相的生成,某种程度对接头性能有所改善。     

Ti对Ag-Cu系活性钎料微观组织及性能的影响

研究了Ti对Ag-Cu系活性钎料的润湿性、力学性能及微观组织的影响.结果表明,随着含Ti量(6～12wt％)增加,Ag-Cu-Ti系活性钎料对被焊基体c-BN的润湿性提高,而钎料显微硬度升高脆性增加,钎焊接头强度降低.Ag-Cu-Ti系活性钎料是由α-Ag固溶体、α'一Cu固溶体、Ag-Cu共晶和Ag-Ti、CuTi3等化合物组成.随含Ti量增加,α-Ag固溶体、脆性化合物增加,共晶组织减少,由于脆性化合物增加,钎料铸态组织中有微裂纹形成.当含Ti量为10wt％时,钎焊c-BN接头界面结合致密,形成化合物型界面,实现Ag-Cu-Ti系活性钎料与c-BN的界面冶金结合.     

H62黄铜钎焊A3钢规范参数的选择

利用钎焊的基本原理,以黄铜作为钎料,在加热炉中实现Ａ３钢与Ａ３钢的连接,且对不同规范参数下得到的钎焊接头进行了性能测试,找出了使用黄铜作钎料,Ａ３钢纤焊接头的综合性能最佳的工艺参数是,钎焊温度为９３０－９５０℃;钎焊时间为５－８ｍｉｎ;钎焊间为０．０８－０．１ｍｍ,从而为黄铜作钎料进行低碳钢焊接的钎焊工艺提供了依据。     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。     

H68黄铜钎焊Q235钢规范参数的选择

利用钎焊的基本原理，以H68黄铜作为钎料，在加热炉中实现Q235钢与Q235钢的连接，且对不同规范参数下得到的钎焊接头进行了性能测试，找出了用黄铜作钎料，Q235钢钎焊接头综合性能最佳的工艺参数是：钎焊温度为940～950℃；钎焊时间为5～6min；钎焊间隙为0．07～0．09mm。从而为黄铜作钎料进行低碳钢焊接的钎焊工艺提供了依据。     

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。     

Cr、V粉末层介入对钛/钢电阻钎焊接头组织和性能的影响

针对钛合金与不锈钢焊接过程中易出现Fe-Ti等脆性金属间化合物,导致接头力学性能下降的问题,探索一种以Cr、V金属粉末为介入层的钛/钢搭接接头电阻钎焊工艺,并探讨工艺参数和粉末介入方式对接头力学性能和显微组织的影响机制.结果表明:粉末层介入改善了接头的力学性能,Cr、V粉末同时介入的Ⅳ型接头,其抗剪强度明显高于其他3类接头,可达187 MPa,接头中形成的Cr-Fe、Ti-V组织,取代Fe-Ti、Cu-Ti等脆性相作为扩散反应区,是其力学性能得到明显提高的主要原因.     

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系非晶态箔状合金钎料真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ母材的钎缝的组织特征和临界钎焊间隙（ＣＢＣ）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的情况下,随着钎料中铜的质量分数的增大,钎缝中固溶体含量增加,脆性相厚度减小,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．     

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     

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.     

原位生成法半固态连接Si3N4复相陶瓷的接头组织

为探索陶瓷材料的有效连接途径,提出一种原位生成增强颗粒的半固态钎焊陶瓷材料方法。采用自制钎料对Si3N4复相陶瓷进行钎焊试验。采取分步焊接的方法,在1023K下使钎缝内生成一定数量的AlCu2Ti金属间化合物,然后在1173K下对陶瓷材料进行半固态连接。显微观察表明:钎缝组织由低熔点的钎料基体和高熔点的金属间化合物组成,金属间化合物均匀分布在钎料基体中,有利于改善接头性能,降低接头的热膨胀不均匀性。     

时效处理对Sn57Bi0.5Ag/Cu钎焊接头组织及性能的影响

研究了Sn57Bi0.5Ag/Cu钎焊接头在70℃、100℃时效过程中的显微组织和剪切强度的变化。结果表明:在钎料和Cu基体的界面间存在金属间化合物,随时效时间的延长,界面金属间化合物层的厚度增厚,接头区的组织出现了粗化;脆性的金属间化合物是钎焊接头的薄弱环节,接头剪切强度随时效时间的增加和界面化合物的增厚而下降;在时效时间达1000min以后,容易在金属间化合物层内观察到空洞。     

铜基铌钛多芯超导线钎焊接头组织与性能的研究

对电阻钎焊1.2×2.8铜基Nb Ti多芯超导复合线的接头进行了金相显微镜和扫描电镜的观察;比较了高锡和高铅两类钎焊接头的金属组织,着重了解钎料与铜基过渡层组织及其形貌;观察分析接头区的缺陷;初步探讨了接头钎料的化学成份和接头的金属组织与接头的低温电学和力学性能的关系。     

Ni_(82.5)Cr_7Si_(4.5)B_3Fe_3多元非晶态合金钎料的晶化行为及其真空钎焊特性

采用示差扫描量热计(DSC)和X射线衍射方法研究了Ni_(82.5)Cr_7Si_(4.5)B_3Fe_3多元非晶态合金钎料在加热时的晶化特性.实验指出:随加热速率的增大,其晶化特征温度逐渐提高,晶化前所需孕育时间延长,并且晶化后的二次相变过程消失;探讨了该钎料的真空钎焊工艺性能和钎焊接头力学性能,以及预晶化处理对它们的影响,并与相同成分的粉状和粘带状晶态钎料进行了系统的比较.研究结果指出:非晶态钎料在工艺性能方面与晶态钎料相当;在接头力学性能方面则表现为在较大和较小的钎焊间隙下非晶态钎料的钎焊接头性能明显高于晶态钎料.     

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。     

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.     

活性钎料钎接Si_3N_4陶瓷的机理研究

通过钎料中常用活性材料与被钎陶瓷Ｓｉ＿３Ｎ＿４之间的物理现象和化学反应，讨论了活性材料所起的作用，即通过活性金属与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的化学反应形成反应过渡层而结合，同时活性材料改善了钎料在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷表面的漫流性能．但因为反应产物与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷热物理性能相差较大，故活性材料的加入量应限制在一定范围以内。用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料钎接Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钢时，在Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钎料过渡区生成了富ＴｉＮ层和富Ｔｉ＿３Ｓｉ＿５层，控制这两个反应结合层的成分和厚度可能是提高钎接接头强度的关键之一。此外在一定范围内增加钎料层厚度时，钎接接头强度有明显提高。     

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.     

铜-锰-锌-硅钎料的研制

研究成功一种新型的铜—锰—锌—硅系钎料。这种钎料适合于钢件和硬质合金等材料的钎焊,文中阐述了钎料合金体系选择及各组元配比拟定的理论依据,通过钎料性能和接头性能的实际试验进一步调整和确定钎料合金各成分的含量。这种钎料与黄铜料相比,具有一些明显的优点,以此钎料钎焊接头的强度远高于黄铜钎料钎焊接头的强度,具有特高的抗冲击性能,而合金的轧制性能亦良好;由于这种钎料熔点较低(825.5℃),所以能降低钎焊温度,减少钎焊能耗,节省钎焊时间,新钎料有效地降低钎焊应力,促使焊件变形小;而且,钎焊金属具有较细的晶粒,因此,提高了产品的质量;同时,由于钎焊温度降低及钎料的含锌量较低,促使钎焊时环境污染大大得到改善。