石墨与金属焊接技术研究现状

石墨与金属焊接是实现材料性能优越化的有效途径。从介绍石墨与金属焊接技术需求和难点出发,重点综述了石墨与铝合金、铜合金以及其他合金钎焊、扩散焊连接领域的研究进展,总结了钎焊、扩散焊技术实现石墨与金属有效冶金结合的机理,分析了活性钎料在钎焊过程中的作用以及润湿性研究成果,简单概括了石墨与金属的连接性能,最后指出了当前焊接存在的问题、钎焊和扩散焊技术未来的发展方向,为进一步深入研究及工程应用提供理论基础及技术支撑。

增材制造RAFM钢激光焊接头显微组织分析

局部工件采用增材制造技术成型再焊接完成装配是未来精密加工较为可行的方案之一.采用激光焊对4种不同粒径粉末增材制造得到的低活化铁素体/马氏体钢板(reduced activation ferritic/martensitic steel,RAFM钢)进行焊接,分析激光焊接头显微组织演变特征.结果表明,粉末粒径小于25μm的增材RAFM钢的道间未熔合缺陷在焊缝区得到修复,而热影响区与母材未熔合缺陷无法改善;粉末粒径为15~53,45~105μm以及大于100μm的增材RAFM钢的气孔缺陷在焊接过程中无法消除,焊缝区与母材皆有分布,后者的气孔数量和大小明显大于前两者;4种接头焊缝区微观组织皆为粗大的板条状马氏体,柱状晶生长至中心线相交,无等轴晶出现.由增材制造工艺特点导致热影响区与母材区出现偏析带.近焊缝淬火区峰值温度较高,为细小的马氏体组织;远焊缝回火区产生二次回火的珠光体组织,且伴随部分晶粒长大.

焊接温度对5A06铝合金SPS钎焊接头组织和性能的影响

5A06铝合金具有中高强度、优良的耐腐蚀性以及良好的导热和机械加工性能,在雷达液冷组件和波导结构件等精密制造领域广泛应用。本研究采用Al-20Cu-5Si-2Ni钎料,通过放电等离子烧结(sparkplasmasintering,SPS)技术实现5A06铝合金SPS钎焊,研究了焊接温度对连接接头组织和性能的影响。当焊接温度为510~530℃,压力为4MPa,保温时间为10min时,接头抗拉强度随温度升高而增大,最大接头抗拉强度为152MPa,530℃焊接温度下获得的接头拉伸断口呈现韧性断裂特征,韧窝细小均匀。在低温钎料、焊接压力、脉冲电场和短时保温的综合作用下,SPS钎缝相比常规真空钎焊变窄,界面焊合率提高,晶粒细小,脆性相分散,元素扩散充分,形成的细小Mg_(2)Si和Si颗粒能够显著提升接头力学性能。

铝/钛异种合金回填式搅拌摩擦点焊接头的微观组织与力学性能

采用回填式搅拌摩擦点焊对厚度均为2 mm的5A02-O铝合金和TC4钛合金板材进行焊接。改变停留时间和回填速度,研究工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,在选定工艺范围内(搅拌头旋转速度2000 r·min^(-1),搅拌套扎入深度1.9 mm),采用无螺纹搅拌头获得焊点成形良好,铝合金侧搅拌区晶粒细小,热影响区晶粒长大有限,停留时间6 s时获得界面原子扩散距离约2μm。随着回填速度提高,接头承载载荷总体呈现上升趋势,界面反应层变薄,晶粒更细。回填速度为0.5 mm/s,停留时间为6 s时获得接头拉剪载荷最低为4861 N,呈现纽扣断裂模式;回填速度为1.5 mm/s,停留时间为6 s时获得接头拉剪载荷最高为6617 N,拉剪后断面较为平整,呈现为界面断裂模式,微观断口由韧窝组成。