纯铝导体电阻钎焊工艺与接头性能

【目的】结合电机纯铝导体绕组用材质和接头结构型式,以及钎焊纯铝的固有特点,解决在大气中实现纯铝导体绕组电阻钎焊的技术难点。【方法】以Zn-Al合金为金属皮、氟氯酸铯钎剂为药芯,与钎料制造厂家共同研制了药芯焊片。以药芯焊片为预置钎焊填充材料,药芯焊条为手工辅助钎焊填充材料,电阻钎焊为钎焊接头连接方法,进行钎焊试验。结合电机绕组用纯铝导体线规和产品结构特点,设计了纯铝导体的钎焊搭接接头,钎焊后进行了目视检测、宏观金相、维氏硬度、面钎着率、拉伸性能、直流电阻和通电温升等检测。【结果】钎焊接头目视检测结果符合ISO 18279 B级要求,接头宏观金相线钎着率和接头搭接区面钎着率检测结果符合ISO 18279 B级大于等于80%的要求,接头钎缝的维氏硬度平均值为57.8 HV0.1,接头抗拉强度平均值60.59 MPa略低于母材抗拉强度平均值63.08 MPa,接头直流电阻平均值353.64μΩ略低于母材直流电阻平均值354.93μΩ,接头通电温升平均值117.2℃略低于母材通电温升平均值117.5℃。【结论】采用0.3 mm Zn-Al药芯焊片作为预置钎焊填充材料、同材质φ2.0 mm药芯焊条作为外围辅助填充材料,可实现大气中电机绕组用纯铝导体的电阻钎焊,钎焊接头的综合性能可满足设计和工艺要求。

微细丝与异质材料多股导线平行电极电阻钎焊装置设计及焊接工艺研究

目的开发用于微细直径丝材与不等直径异质多股线精密连接的装置,并对其进行优化设计。方法采用直径为0.2 mm的镍丝与不等直径铜质多股线为焊材,采用石墨电极,设计了以上电极为凸台、下电极为凹槽的方案,但考虑到凸台电极容易发生损耗,将上电极优化为平行电极,并结合装置特点设计了专用工装夹具。在此基础上进行焊接试验;分别选用直接微电阻钎焊工艺与平行电极微电阻钎焊工艺对镍丝与铜质多股线进行焊接试验,对比研究了先上电极优化后微电阻钎焊、先压方后微电阻钎焊、直接微电阻钎焊、平行电极微电阻钎焊工艺所得焊接接头的成形情况,探究不同工艺与焊接参数对接头质量的影响机制,并获得最优工艺方案;对不同工艺及焊接参数下所得的焊接接头进行拉剪力测试与微观组织分析,对不同条件下接头的拉剪力与微观组织进行分析比较,并对拉剪性能较好的平行电极微电阻钎焊接头进行振动测试,研究其抗振性能。结果采用先上电极优化后微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为21.04 N;采用先压方后微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为15.04 N;采用直接微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的最大拉剪力为22.3 N,其钎料并未完全包裹高温导线,成形差;采用平行电极微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为24.8 N,其接头连接稳定,最大直径均不超过0.8 mm,且抗振性能良好。结论设计并优化得到的平行上电极能够有效减少电极损耗,通过比较各工艺接头可知,先压方后平行电极微电阻钎焊为最佳的焊接方案,焊点直径稳定,接头质量良好,可以实现传感器引脚线与多股高温导线的高质量、精密、可靠焊接。

TiNi形状记忆合金电阻钎焊技术

利用自行研制的数控交流电阻焊机 ,采用CuNi薄带钎料 ,配合改进型钎剂对TiNi形状记忆合金丝材的电阻钎焊技术进行了研究 ,分析了焊接热量、焊接时间、焊接压力及保护气体等参数对接头力学性能的影响规律 ,得到了获得优异力学性能的TiNi合金丝接头的最佳焊接参数。试验结果表明 ,焊接热量对接头的力学性能有着显著的影响。研究结果表明 ,电阻钎焊技术可实现TiNi合金的可靠连接。

铜/铝异种金属的电阻钎焊技术研究

为了实现铜板和铝板的大面积搭接，利用自行改制的数控交流电阻焊机，采用AIZn薄带钎料，对铝合金和紫铜进行电阻钎焊工艺试验。试验过程中测量和绘制钎料温度变化曲线；分析不同焊接工艺参数（焊接电流、时间、压力）对接头性能的影响。试验结果显示，在最佳工艺参数下，熔融钎料温度维持在450-520℃，接头抗剪切强度达到63MPa以上。对接头截面硬度测试发现，靠近铜侧钎缝处易形成聚集的硬脆相，此区域显微硬度高达300HV0．1。对拉伸断口分析发现，这种硬脆相造成的解理断裂和韧窝引起的韧性断裂共同作用导致接头断裂。

TiNi形状记忆合金电阻钎焊接头微观组织分析

利用自行改制的数控交流电阻焊机 ,采用CuNi薄带钎料 ,配合改进型钎剂实现了TiNi形状记忆合金电阻钎焊连接。借助于光学显微镜、SEM及EDX对钎缝的组织进行了分析。结果表明 ,试验采用的电阻钎焊工艺对母材的热影响极小 ,接头中没有明显的热影响区 ;在钎缝中存在的Ti3

AgW50触头与紫铜的电阻钎焊工艺研究

研究了AgW50和紫铜的电阻钎焊工艺,主要探讨了钎接压力、钎接时间对触头钎接性能的影响。试验得到了电阻钎焊紫铜-AgW50触头的最佳工艺参数:钎接压力1.3～1.5MPa,钎接时间3.5～4.5s。解决了火焰钎焊存在的效率低、焊接质量不稳定等问题。

微细丝与异种材质多股导线精密电阻钎焊实验装置开发

针对航空传感元器件中铂电阻引线与异种材质多股导线连接的技术需求,研制了一种用于微细丝与异种材质多股导线精密电阻钎焊的装置。该装置结构简单、操作方便、装夹可靠,实现了铂电阻引线和多股导线的良好连接,得到了填充饱满、性能及外观良好的焊接接头,接头性能优于常规电阻钎焊接头,提高了接头质量和焊接效率,满足了开放实验教学的需求。

铬、铌、钒金属粉末为过渡层的钛/钢电阻钎焊研究

针对钛合金和不锈钢焊接时接头处生成大量脆性金属间化合物而导致接头性能急剧下降的问题,探索了一种Cr、Nb、V金属粉末作为过渡层实现钛/钢连接的电阻钎焊工艺方法,并研究了粉末层介入以及工艺参数对接头组织和性能的影响。结果表明:粉末层的介入使接头抗剪强度明显提高,工艺参数合理匹配时,接头抗剪强度可达226MPa;接头中形成了Ti-Nb、Ti-V固溶体,Nb-Zn、Cr-Fe化合物,未反应的粉末、钎料等混合的组织,显著降低了Fe-Ti、Cu-Ti金属间化合物含量,明显提高了钛/钢钎焊接头的抗剪强度。

钛种板与铜耳的电阻钎焊技术

为实现钛种板与紫铜铜耳的焊接,采用自行改制的交流电阻焊机,使用银基钎料对钛板与紫铜进行电阻钎焊工艺试验。结果表明,选择合理的电阻钎焊工艺参数,可以实现钛与紫铜的良好焊接。焊缝微观结构通过光学显微镜、EPMA等进行分析,发现焊缝结合紧密连续,无明显焊接缺陷,钎料和母材元素相互扩散充分。另外对焊接电流、焊接时间、焊接压力等参数对接头力学性能的影响进行研究,结果在最佳工艺参数下得到的接头抗剪强度可达70 MPa以上。现有条件下使用功率为200 kVA的电阻焊机可以实现搭接面积为70 mm×50 mm的钛种板和铜耳的焊接,并满足一定条件下的使用要求,直接应用于工业生产。

电阻钎焊微控制器设计与可靠性研究

介绍了电阻钎焊微控制器的组成和原理设计思路,分析了其工作可靠性的影响因素。该控制器以MCS-51单片机为核心,从软硬件两方面分析了防止干扰、提高器件和电路可靠性的措施以及系统供电电源、晶闸管的单管导通和变压器的单向磁化等可靠性问题,指出整机的老化试验是控制器可靠性的重要保证。

AgNi触头材料和H62的电阻钎焊工艺研究

采用电阻钎焊工艺,研究BCu93P钎料和BAg45CuZn钎料对AgNi触头材料和H62钎焊接头的影响。试验结果表明,使用BAg45CuZn钎料能得到质量较好的钎焊接头。

电阻钎焊AgCdO触头与铜触桥的焊接检测

采用电阻钎焊方式对AgCdO触头和黄铜触桥进行焊接,研究了焊接时间对焊接质量的影响,从钎着率、焊缝组织及焊接结合强度3个方面对焊接质量进行了评价。钎着率和结合强度随焊接时间的延长呈增大趋势,但由于超声检测有一定的局限性,钎着率高的触头结合强度不一定好。因此,钎着率不能作为评价焊接质量的唯一标准。

电阻钎焊过程的动态电阻特征分析

采用电阻钎焊进行了1060铝板与T2铜板的搭接试验,通过设计复合电极头和选用阻抗较大的工艺垫片实现热补偿的作用,可在较低电流水平下实现铜铝异种材料的焊接。设定不同的焊接工艺参数,利用实时传感技术实时采集电阻钎焊动态过程的温度、电极电压和电极电流信号,并以温度为依据初步确定焊接工艺参数的范围,然后通过计算和处理检测信号得到动态电阻曲线。实验结果表明:焊接电流、焊接时间的变化导致提供的焊接能量不同,电阻钎焊过程中出现不同的动态电阻变化,并形成不同的焊接接头质量特征,从而为焊接接头质量的非破坏性评估提供了可能。

Ti-10%Zr合金钛基钎料电阻钎焊焊接接头的组织与抗拉强度

用钛基组合钎料对Ｔｉ－１０％Ｚｒ合金进行电阻钎焊，断电后水淬或气冷处理。用ＳＥＭ背反射电子像、Ｘ射线衍射等测定了两种冷却方式下焊接接头的显微组织，分析了焊缝组织对焊接接头强度的影响。认为两种焊接接头中焊缝区均含有非晶相，其中焊后水淬接头中非晶相的面积率达２０％左右，其抗拉强度达６００ＭＰａ，是气冷接头的１．５倍。其原因是由于细小的相在焊缝中均匀分布。

1000MW超超临界汽轮发电机电阻钎焊工艺研究

本文系统介绍了1000MW汽轮发电机制造过程中电阻钎焊技术的应用。其中包括设备选用、钎料选择、工艺参数的确定、阻流剂的应用等。研究结果表明电阻钎焊对于大型发电机部件尤其是软连接有明显的优越性。

Ti-Cu电阻钎焊接头微观性能研究

为了克服现阶段电解镍生产过程中钛种板与铜耳铆钉连接的种种缺点,提出了应用电阻钎焊的方法连接钛种板与铜耳。在正交试验设计的参数下,经过多次实验成功实现了较大面积搭接试样的焊接;同时,利用SEM、EPMA等研究TC4与紫铜电阻钎焊接头组织,发现在适当焊接规范接头下,钎料与母材结合良好,钎料中主要金属原子与母材Ti和Cu能相互扩散、浸润,达到了原子间结合,焊缝组织无明显缺陷。

碳化硅陶瓷电阻钎焊界面微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料对碳化硅陶瓷进行电阻钎焊,利用电子显微镜观察分析连接界面微观结构。在界面观察到了反应层生成。在试验条件下,反应层由靠近焊料的Ti5Si3和靠近SiC侧的TiC组成,反应层厚度随焊接区温度的增加而不呈单调增加。在焊接电流上升速率为17 A/s时,接头界面反应层厚度仅为15nm。实验结果表明,以Ag-Cu-Ti合金为焊料在大气中能够实现碳化硅陶瓷的电阻钎焊。

机油泵摇臂支架电阻钎焊工艺

本文介绍了一种采用电阻钎焊替代火焰钎焊焊接机油泵摇臂支架的新工艺．该工艺在保证焊接接头质量的前提下，大大提高了生产效率，改善了生产条件，是一种有推广价值的特种焊接工艺．

Ti-Cu电阻钎焊微机控制器研制

依据Ti-Cu电阻钎焊工艺,结合单片机的构成,进行电阻钎焊数字控制系统的软、硬件设计。所研制的样机具有焊接参数预置、记忆、锁定以及焊接电流、电压和最高焊接温度数显等功能,达到了焊接过程中自动控制的目的。应用过程中该控制器表现出良好的稳定性、可靠性和适应性。