急冷型SnAgCu系钎料合金钎焊工艺及接头性能

成功研制一种适合于tini形状记忆合金与不锈钢异质材料钎焊,并可安全应用于医学领域的新型agcuznsn银基钎料。对agcuznsn系钎料的熔化特性、微观组织、钎焊工艺特性及接头力学性能进行了研究。结果表明,所研制agcuznsn银基钎料成分为ag51~53cu21~23zn17~19sn7~9,固相线温度为590.0℃,液相线温度为635.3℃。该钎料主要由α-ag固溶体、α-(cu,zn)固溶体和ag-cu共晶相组成,并含有少量cu41sn11、agzn、ag3sn、cu5zn8等化合物。采用该钎料钎焊tini形状记忆合金与不锈钢,接头强度达320~360mpa,同时tini形状记忆合金性能损失较小。新型钎料熔点低、钎焊冶金特性优异,钎焊接头界面冶金结合平直、致密。

对银铜基钎料用于安装钎焊进行了分析研究。通过模拟试验及x光、金相、性能等检测,确定出该钎料钎焊工艺参数。试验结果表明,该钎料可满足安装钎焊、脱焊的工艺需要,解决了铜基钎料的存在的问题。

为实现al2o3陶瓷与可伐合金的可靠连接,分析影响接头力学性能的因素,测试了al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金钎焊接头的抗剪强度,通过光学显微镜、sem及eds对断口形貌、成分进行分析,确定了断裂路径.研究表明,钎焊温度为900℃,保温时间为5min时,接头抗剪强度最高,达144mpa.此时,断裂大部分发生在al2o3陶瓷/钎料界面处,小部分发生在界面中的tife2、tini3金属间化合物层.钎焊温度升高,保温时间延长时,界面上出现大量的tife2、tini3金属间化合物,界面性能弱化,断裂发生在tife2、tini3金属间化合物层,造成al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金接头连接强度降低.

针对tc4钛合全蜂窝壁板结构,采用非晶态ti-zr-cu-ni箔状钎料,研究了钎焊温度、保温时间对钛合金蜂窝壁板结构钎焊接头组织及接头强度的影响,优化出tc4钛合金蜂窝壁板结构最佳钎焊工艺为930℃/12min。

BAg25CuZn银基钎料对不同材质铜管匹配钎焊工艺

为了连接变形镁合金az31b,以al基钎料对变形镁合金az31b进行高频感应钎焊。采用扫描电镜、x射线衍射仪、x射线能谱等分析钎焊接头的显微组织及钎缝物相,测试钎焊接头的力学性能及显微硬度。结果表明:在钎焊过程中熔融的al基钎料与固态的az31b母材发生强烈的合金化作用,原始钎料中均一的mg32(al,zn)49相在钎焊后完全消失,同时在钎缝中生成α-mg、β-mg17(al,zn)12相。钎焊搭接接头的平均抗剪强度达到44mpa,对接接头的平均抗拉强度达到71mpa。接头的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在β-mg17(al,zn)12硬脆相处。

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等测量方法,观察分析了铝锂合金钎焊前后母材和钎焊接头的显微组织变化,通过分析测试钎焊接头的显微硬度和断口微区的化学成分,研究分析了钎焊接头强度的变化规律。结果表明,焊后母材中的强化相由质点转变为板条状;氮气保护条件下,钎焊接头未见气孔、夹杂、裂纹等缺陷,钎焊接头存在一定的扩散区,从而有效地提高了钎焊接头的强度;无氮气保护的条件下,钎焊接头有大量的缺陷存在,这些缺陷的存在严重影响了钎焊接头的强度。

研究了钎焊温度对钎焊接头微观组织的影响,并利用图像软件imageproplus确定了不同初始凝固温度下α(al)相在钎焊接头中的体积分数。结果表明:随着初始凝固温度增加,α(al)相所占的比例增大。通过成分分析(epma)和硬度测试,分析了硅扩散层的特征。压痕法测试结果表明:不同初始凝固温度下获得的同种组织,其力学和物理等综合性能不同,从而造成整个钎焊接头力学性能的差异。

分别研究了四种银基钎料,参照有关国家标准,评价了其钎焊tb2/不锈钢的钎焊工艺性能,优选出一种钎料并确定了最佳的钎焊工艺参数,同时研究了其钎焊工艺与tb2合金热处理的匹配性。

介绍了粉状铝基钎料的制备方法,探讨了粉状铝基钎料的工艺性能。从表面张力的角度出发,讨论了粉末粒度、氧含量、加热速度、加热均匀性、钎料钎剂比例等因素对高频铝材钎焊工艺和性能的影响。结果表明:用粒度在150~180μm的粉状铝基钎料钎焊铝材,其钎焊剪切强度较高;加热速度较快、加热盘温度均匀的钎焊效果较好;钎料钎剂的比值在10∶8~10∶10范围钎焊效果较好。

新设计了ti-zr-cu-ni-co系钛基钎料,相对于bпp16钎料,其zr含量有所提高,而cu,ni,co三种合金元素的总含量低于bпp16钎料中cu,ni的总量。在960℃/10min的真空加热条件下,进行了两种钎料对tc4合金的熔化实验和连接实验。通过sem和xeds分析了接头组织和微区成分。钎焊接头力学性能试验结果表明,使用新钎料对应接头冲击韧性值为31.55j/cm3,比bпp16钎料提高了56%,同时接头的剪切强度提高约20%。

研究了ti3al基合金真空钎焊及接头组织性能;分析了不同钎料对接头界面组织和剪切强度的影响,初步优选了钎料,优化了钎焊连接规范参数;利用电子探针、扫描电镜和x射线衍射等方法对接头进行了定性和定量分析。结果表明:采用nicrsib钎料连接时,在界面处有金属间化合物tial3、alni2ti和ni基固溶体生成,tial3和alni2ti的生成降低了接头的剪切强度;采用tizrnicu钎料连接时,在界面处有金属间化合物ti2ni、ti(cu,al)2和ti基固溶体生成,ti2ni和ti(cu,al)2的形成降低了接头的剪切强度;采用agcuzn钎料连接时,在界面处生成ticu、ti(cu,al)2和ag基固溶体,ticu和ti(cu,al)2的生成是降低接头剪切强度的主要原因;采用cup钎料连接时,在界面处生成了cu3p、ticu和cu基固溶体,cu3p和ticu使接头的剪切强度降低;对于nicrsib钎料,当连接温度为1373k,连接时间为5min时,接头的剪切强度最高为2196mpa;对于tizrnicu钎料,当连接温度为1323k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为2596mpa;对于agcuzn钎料,当连接温度为1173k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为1254mpa;对于cup钎料,当连接温度为1223k,连接时间为5min时,接头的最高剪切强度为986mpa;采用tizrnicu

配合alf3-csf-kf系钎剂,用研制的al-si-cu基低熔点钎料560℃温度下炉中钎焊了6063铝合金厚板.利用扫描电镜、透射电镜及能谱分析等手段对钎焊接头的微观组织进行了观察和分析.借助力学实验仪对厚板钎焊接头的剪切强度进行了测定.结果表明,钎焊接头显微组织由α(al)-cual2共晶及si相组成.由于钎料中加入的ni、re等元素,cual2相为均匀分布的枝状晶,si相经变质处理成球状,细小分散,镶嵌在cual2枝晶中.通过透射电镜观察发现,钎缝组织中有一定量的弥散相,存在亚稳定针状θ″.剪切强度试验结果表明,使用al-si-cu基钎料6063铝合金接头的抗剪切强度平均达到62.5mpa,比使用hl401钎料钎焊接头的抗剪切强度平均高14.5%.

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

用非晶镍基钎料和普通晶态钎料在不同的温度下真空钎焊不锈钢,分析了接头的力学性能、元素分布和显微组织。研究表明,钎焊接头的焊接质量在1000℃以下随温度升高而增强,采用非晶钎料的接头强度明显好于普通晶态钎料。

研究了钎焊温度对ni-p系钎料铺展性能及其真空钎焊0cr13不锈钢接头力学性能的影响。结果表明,ni-p系钎料铺展面积随钎焊温度的升高而增大,并且相同温度下不含cr的ni-p钎料铺展面积大于ni-cr-p的铺展面积;钎焊温度从925℃升高到1000℃过程中,ni-p、ni-cr-p钎料钎焊不锈钢接头的室温剪切强度均增大,并且在相同钎焊工艺下,不含cr的ni-p钎料钎焊不锈钢接头室温剪切强度优于ni-cr-p钎焊接头强度30～40mpa;ni-p系钎料钎焊接头高温强度随温度升高而下降,测试温度超过500℃时,相同温度下含cr的钎料能够提高钎焊接头强度0～30mpa。

以al基钎料对变形镁合金az31b进行了高频感应钎焊,研究了变形镁合金az31b钎焊接头的钎缝物相和力学性能。采用扫描电镜、x射线衍射仪、x射线能谱分析仪等分析了接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度。结果表明:钎缝中钎料与母材发生界面反应生成α-mg,-βmg17(al,zn)12相。钎焊搭接接头平均剪切强度为27mpa,对接接头平均抗拉强度为42mpa。对接接头断口的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在-βmg17(al,zn)12硬脆相处。

用光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射等分析手段,对高强度za合金钎焊接头的显微组织形态及其特征、性能及界面区的相组成等进行了研究分析。结果表明,用研制的新型高强软钎料钎焊高强度za合金获得的钎焊接头在界面区局部有交互结晶产生;界面区组织构成较复杂,既有cd、sn、zn固溶体,又有少量的细小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶体可以提高钎焊接头的强度和韧性,少量细小的化合物可强化基体组织,有利于强度的提高;但连续层状的金属间化合物可引起钎焊接头的脆化,使其性能降低。测试结果表明钎焊接头具有较高的力学性能,延伸率高于母材

根据ag、cu、zn、cd、ni、co、mn等元素在钎料中的作用和特点,通过分析和选择,研发了一种新型钎料,并对其熔点、强度以及钎焊工艺进行了研究。结果表明:新开发的低银钎料zb-1中的表面活性元素能显著降低液态钎料的表面张力,细化合金晶粒,延缓钎焊过程中钎料的氧化,在改善钎料润湿性的同时净化钎缝晶界,从而提高钎缝的抗拉强度,使其工艺性接近中高银钎料,可满足金刚石薄壁钻的使用要求。zb-1钎焊时主要工艺参数为:钎焊温度为760～780℃,保温时间为20～25s,适当的加热和冷却速率,钎焊后将工件放入200℃的炉中随炉冷却,可降低焊接应力。

空调器用管接头由纯铜材质的l形管和黄铜材质的管接头焊接而成,由于其物理性能存在较大差异,钎焊中易于产生气泡、开裂和钎料不足的缺陷。对造成缺陷的异种材质影响、插配结构方式、施焊工艺影响等因素进行了综合的论述及分析,并分别从钎料钎剂选择、焊枪选择及布局、火焰参数设置等方面进行了总结,在技术上找到了管接头钎焊异常缺陷的关键所在和解决措施,从根本上保证了管接头焊接质量的可靠性和稳定性。

制备了ag95cunili钎料，研究了该钎料在核动力专用装置工况条件下的均匀腐蚀、点腐蚀和电偶腐蚀性能。均匀腐蚀试验结果表明，1500h后，均匀腐蚀减重趋于稳定，均匀腐蚀速率为7．2mg/(dm^2·m)。点腐蚀试验结果表明，在整个试验过程中，钎料表面表现为均匀腐蚀，点蚀的迹象不明显。电耦腐蚀试验结果表明，钎料-不锈钢耦合电极中，钎料为阴极而得到保护，不锈钢母材为阳极，耦合电流在亚微安级；钎料-钛合金之间的电偶腐蚀中，钛合金母材为阴极而得到保护，钎料为阳极而加速腐蚀，耦合电流稳定在1．2μa，电流密度约为1．5×10^-1μa／cm^2，电偶腐蚀的敏感性不大。