电机转子感应钎焊用钎料钎剂性能对比和失效分析

为探明同一牌号不同厂家的钎料钎剂感应钎焊时在钎缝界面处出现大量气孔、夹杂导致产品失效的原因,对国产钎料和印度钎料的氧含量、微观组织、抗拉强度等进行对比分析,同时探究不同钎料钎剂组合对直角流铺、炉内润湿性及钎焊接头强度的影响。结果表明:国产钎料的平均抗拉强度为382.7 MPa,比印度钎料高3.8%;氧含量相对较高的印度钎料与原材料中的Ca、Fe、P等形成较多氧化物,导致钎料强度明显下降;国产钎料钎剂组合的平均润湿面积为286.96 mm^(2),比印度钎料钎剂的高36.7%;印度钎料钎剂钎焊时,在钎缝区域存在大量的含F、K的钎剂残留物及氧化夹渣,降低钎焊接头强度。因此,钎焊时不仅要选择洁净度高、流动性好、性能优的钎料,钎剂也至关重要,高活性、低残留、无污物的钎剂在保护钎料和基体加热过程中不被氧化的同时能促进钎料润湿流铺。

铝用钎剂研究现状及展望

概述了现有铝用有机软钎剂、反应软钎剂、氯化物钎剂和氟化物钎剂的组成、性能及特点,比较了常见软钎剂和硬钎剂的去膜机理、表面润湿性、腐蚀性、活性及适用合金体系,重点对铝用无腐蚀和不溶性氟化物硬钎剂的应用、研究现状、产品合成等进行了阐述,并指出了铝用钎剂今后发展的方向。

电机转子钎焊用高温钎料和钎剂的国产化应用研究

为了国产化某型机车牵引电机鼠笼式转子端环和导条钎焊用高温钎料和钎剂,使用综合热分析仪分析了进口钎料和国产钎料的熔化区间,使用高温润湿炉分析了不同钎剂的流铺性和钎料的润湿性,然后进行了电机转子端环和导条中频感应钎焊试验验证,并进行了钎焊接头的拉伸性能测试。最终确定采用国产钎料BAg30CuZn替代进口钎料BAg-20,用国产钎剂QJ109替代进口钎剂FB3-G,可以满足工艺和设计要求,实现了国产化。

铝及铝合金不溶性钎剂的研制

近年来迅速发展起来的ＮＯＣＯＬＯＫ方法，在铝钎焊工艺中广泛应用。研制的铝及其合金的钎剂即为该方法用钎剂，该钎剂的特点是不溶于水，不吸潮，无腐蚀。本研制找出了批量生产低能耗化学合成法生产氟铝酸钾钎剂的合成工艺方法。研制的产品应用于汽车空调器铝蒸发器、铝散热器及不锈钢复合锅底的钎焊工艺中。

软钎剂试验方法系列标准解析

GB/T 38265《软钎剂试验方法》系列标准由14部分组成,已于2019~2022年陆续颁布实施。该系列标准的修改采用ISO 9455系列标准,并参考了IPC标准的部分技术要求结合中国国情做了必要的调整。对该系列标准的制定背景、过程及相关技术内容做了详细解析,将更有利于标准的宣贯实施和应用。

铜基与银基钎料用膏状钎剂的研究

研究的适用于铜基、银基钎料使用的膏状钎剂,具有钎焊工艺性能优良,活性温度区间宽(550～950)℃,残渣腐蚀性小的特点,配合国产钎料(如BCu60ZnSn,BAg45CuZn等),可用于铜及其合金、钢及不锈钢以及镍基合金的钎焊,产品已形成了系列.

钎剂对铝合金与不锈钢大气钎焊性影响的二重性

异种材料间钎焊,不仅需选钎料,而且对与钎料、母材相匹配的钎剂的选用同样也很重要。特别是对熔点差异大、且氧化膜厚的两待焊母材,迅速及时同步去除两母材表面的氧化膜是接头达成的必要条件。本研究采用电阻炉和XRD、EDX、SEM等手段进行了不同钎剂供给量及钎剂与不锈钢表面反应时间的调查实验和测试分析,其结果为:使用钎剂去除不锈钢的氧化膜使润湿能够产生,其一定程度的反应时间是必要的。覆盖母材钎焊面及钎料的适量的钎剂供给量以上,钎剂的量对钎焊性基本没有影响。钎料润湿不锈钢后再次与铝合金施焊前,彻底干净去除钎剂残渣是十分必要的,否则日后接头会再次开裂。所以钎剂对钎焊性有利弊二重影响,正确使用钎剂的重要性不可忽视。

铝及其合金的无腐蚀、不溶性钎剂钎焊

本文回顾了３０年来无腐蚀、不溶性钎剂钎焊技术（Ｎｏｃｏｌｏｋ）方法的发生与发展，对Ｎｏｃｏｌｏｋ钎剂的制造、性质、检验、反应机制、改性和应用作了全面的评述，对一些文献中的方法进行了估价和讨论，对今后的发展前途作了展望。

氟铝酸盐铝钎剂的研究现状和发展趋势

Nocolok钎剂是铝及铝合金钎焊过程中应用较广泛的无腐蚀钎剂。该钎剂熔化温度558℃,最大不足在于操作温度(600℃)过高,只适用于少数铝合金。从制备方法和添加第3种甚至更多种盐来改变钎剂的活性和性能这两方面对氟铝酸盐铝钎剂研究的进展和展望进行了综述。

LY12铝合金氧化膜与钎剂的反应机制

采用CsF AlF3中温无腐蚀钎剂能够去除LY12铝合金表面复杂的氧化膜,实现LY12铝合金的中温钎焊。研究发现:改进的CsF AlF3钎剂是以反应、溶解方式去除氧化膜的;在去膜过程中,CsF化合物起主要去膜作用,钎剂的高活性与NH4F、NH4AlF4及复合盐熔体等化合物的存在有关,它们的存在可提高CsF AlF3钎剂的去膜能力,而HF的生成则是诱发和加速反应、提高溶解去膜能力的关键;微量稀土元素镧未在界面出现富集现象,微量的稀土氟化物则起着"助溶"的作用。

Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊泡沫铝的界面结构及力学性能

以Zn-Al-Cu基合金为钎料,对74.7%—91.6%不同孔隙率的泡沫铝采用无钎剂钎焊方法进行连接实验。采用OM和SEM观察钎缝组织及界面结构,EDS测定界面元素分布,XRD分析界面物相,通过热力学分析验证钎料中Cu和Zn与母材中Al元素的相互作用和除膜机理,对钎焊接头试样进行拉伸和剪切性能实验,分析孔隙率与接头试样强度之间的关系。结果表明,该无钎剂钎焊方法在泡沫铝端面之间形成密实结构的连续钎料层,未改变母材结构特征;钎缝组织由Al(Zn)固溶体、Zn(Al)固溶体、Cu_4Zn及MgMnO_3组成;连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成,Zn,Al和Cu在界面上相互扩散而形成一定扩散梯度,熔合良好,钎焊接头抗拉强度与母材相当,剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低。

不同钎剂对Sn-Zn系无铅钎料润湿特性的影响

采用润湿平衡法研究了在ZnCl2-NH4Cl、中等活性松香(RMA)和免清洗三种不同钎剂作用下,Sn-Zn无铅钎料在Cu基板上的润湿特点.结果表明,使用ZnCl2-NH4Cl钎剂时,Sn-Zn钎料具有良好的润湿性能;研究了不同钎剂下,Sn-9Zn钎料在Cu基板上的铺展情况,并分析比较了焊点界面金属间化合物层的特征.Sn-Zn钎料与Cu基板界面形成的金属间化合物在靠近Cu基板一侧较为平坦,而在钎料一侧呈扇贝状,而且,不同钎剂能影响钎料在Cu基板上的润湿、铺展性能,界面金属间化合物特征及焊点外观;Sn-Zn钎料表面存在大量ZnO,去除钎料表面ZnO是开发针对Sn-Zn系无铅钎料专用钎剂的关键.

特种钎剂辅助铝/钢异种合金TIG熔-钎焊

采用铝硅钎料进行了铝/钢异种合金TIG熔-钎焊试验,开发出了适用于TIG电弧热源下的特种钎剂,通过高速摄影观察了液态钎料的润湿铺展行为,并分析了接头特性.结果表明,特种钎剂能够显著促进钎料的润湿铺展,钎剂成分(质量分数,%)为:改性的Noclock钎剂(KAlF4:K3AlF6,65:35)55～78,Zn10～20,Sn10～20,K2SiF62～5.液态钎料的铺展包括两部分:一是通过成形槽,沿钢背面进行铺展,获得良好的背面成形;二是沿坡口表面进行"上坡"铺展,实现焊缝正面成形.铝/钢TIG熔-钎焊接头具有熔焊与钎焊的双重性质,接头抗拉强度可达115.5MPa,断裂于焊缝/不锈钢界面层.

2A50铝合金钎焊钎料与钎剂的选择

针对2A50铝合金的特点,根据铺展性、填缝性试验,对适合其钎焊的钎料与钎剂作了选择,进行了接头强度试验。结果表明:中温 CsF-AlF_3钎剂具有较高的活性及较好的去膜效果,适合含镁热处理强化型铝合金的钎焊;用 CsF-AlF_3钎剂分别与 Al-Cu-Ag-Zn 钎科及 Zn-Al-Be 钎料匹配钎焊,均可获得较理想的钎焊效果;当搭接间隙为0.2 mm、搭接长度为2.3 mm 时,Zn-Al-Be 钎料与 CsF-AlF_3钎剂匹配钎焊,所得焊接接头的抗剪强度可达143.2 MPa。

氟铝酸钾共晶铝钎剂的研究

本文研究了在不同结晶条件下制备得到的一系列KF-AlF3共晶产物。使用差热分析法(DTA)测定了这一系列产物的熔点,使用X-射线衍射仪(XRD)确定了各生成物的组成。试验表明,在反应过程中,将结晶温度控制在特定条件下有利于得到主结构为K2A1F5·H2O的氟铝酸钾共晶材料。该材料为铝及铝合金钎焊过程应用的理想状态铝钎剂。

W/O微乳液法制备纳米铝钎剂

研究了使用微乳液法制备铝及铝合金共晶钎剂的纳米团簇微粒 .该方法操作方便 ,可人为控制粒径 ,而且体系热力学、动力学的特性稳定 .采用微乳液法制备纳米级的铝及铝合金共晶钎剂具有一定的可行性和实用性 .应用W /O微乳液法研究制备了在不同结晶条件下的KF AlF3 共晶产物 .应用差热分析法 (DTA)测定了不同结晶条件下一系列产物的熔点及特性 ,应用X 射线衍射仪 (XRD)确定了在各种条件下的产物组成 .实验结果表明 ,在反应过程中 ,温度控制在特定条件下有利于得到主结构为KAlF4 K3 AlF6的铝钎剂共晶材料 .应用微乳液法制备出的KAlF4 K3 AlF6共晶纳米微粒 ,X 衍射图谱证明其主相为KAlF4,次相为K3 AlF6.差热分析证明纳米晶的熔点为 5 60℃ .

烧结时间对自钎剂钎料显微组织和力学性能的影响

采用热压烧结法制备了Al88Si自钎剂钎料环,研究了不同烧结时间条件下自钎剂钎料的显微组织和3003铝合金钎焊接头显微组织及力学性能.结果表明,钎料显微组织为AlSi基体、块状初晶硅相和颗粒状KAlF4;随着烧结时间的增长,钎料中钎剂活性降低.3003铝合金钎焊接头钎缝组织由αAl固溶体和针状共晶硅相组成;随着烧结时间的增长,钎料的流铺性能越来越差,钎焊接头中裂纹、固体夹杂、未钎满、孔穴等缺陷逐渐增多,钎焊接头强度降低.

KF-AlF_3-KBr低熔点铝基钎剂研制

氟铝酸钾钎剂不吸潮、无腐蚀,广泛应用于铝及其合金的钎焊,但由于该钎剂熔点较高,限制了其使用范围。在KF-AlF3钎剂基础上,添加第三组元KBr降低了熔点,获得了低熔点的无腐蚀性钎剂。通过DSC、XRD和一系列钎焊性能实验表明,当w(KBr)=20%时钎剂熔点最低,液相线温度522.1℃。钎剂由KAlF4、K3AlF6和KAlBr4组成,KAlF4-K3AlF6-KAlBr4组成的三元共晶是钎剂熔点降低的主要原因。通过性能测试表明,此钎剂具有良好的铺展性、填缝性,去膜能力也有较大程度的提高,可以应用于低熔点铝合金钎焊。

Al-12Si自钎剂钎料环的制备及3003铝合金的钎焊

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料环,对自钎剂钎料的显微组织、润湿性以及钎焊3003铝合金接头显微组织进行了研究。结果表明,自钎剂钎料显微组织由块状初晶硅,α-Al固溶体以及颗粒状KAlF_4钎剂组成;钎料环在3003铝合金上润湿性能良好,钎焊的3003铝合金接头组织主要由α-Al固溶体和针状Si相组成,接头抗拉强度达到70 MPa。

6063铝合金氧化膜与CsF-AlF_3及KF-AlF_3钎剂的反应机制

选用CsF-AlF3和KF-AlF3钎剂,研究了两种钎剂在6063铝合金表面不同温度下的去膜效果,并分析和探讨了钎剂与6063铝合金表面氧化膜的反应机制.研究发现,CsF-AlF3钎剂是以反应、溶解的机制去除6063铝合金表面氧化膜的,NH4F在高温下生成的HF是CsF-AlF3钎剂去膜的关键化合物.此外,H2O的存在或形成促进了HF的生成,从而加速了钎剂的去膜进程.CsF-AlF3钎剂反应产物中没有发现CsF和AlF3,只有少量的CsAlF4存在.在570℃下,KF-AlF3钎剂反应产物中以KAlF4为主,而在610℃条件下,KAlF4已不存在,只有少量的KMgF3生成.结果表明,在610℃条件下,Mg,Mn元素和KAlF4将逐渐地消耗掉,使得钎剂熔点急剧升高,导致钎剂流动性变差.