ZrCuNi中间层瞬间液相焊扩散连接纯钛TA2工艺研究

使用Cu、Ni纯金属箔厚度为0.01 mm,Zr纯金属箔厚度分别为0.01 mm、0.02 mm和0.03 mm的ZrCuNi中间层在880℃×30 min工艺条件下对TA2纯钛进行瞬间液相焊连接试验,研究了接头界面组织演化机理、中间层元素扩散作用及接头的力学性能。结果表明,接头界面组织由焊缝中心化合物层和两侧共析组织构成,在中间层Zr箔厚度为0.01 mm时,焊缝中心形成了厚度约10μm的连续带状(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)金属间化合物,当Zr箔厚度提高到0.02 mm、0.03 mm时,焊缝中心形成含有(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)化合物的共晶组织,共晶组织厚度先增加到80μm后降低到37μm。焊缝中(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)化合物层维氏硬度在500 HV0.1以上,其厚度减小有助于提高接头强度,中间层Zr箔为0.01 mm时接头的剪切强度最高,平均值为207 MPa,裂纹沿焊缝中心化合物层和两侧共析组织扩展,断口具有韧窝特征和河流状花样,为韧性-脆性复合断裂模式,Zr箔厚度提高到0.02 mm、0.03 mm时,接头剪切强度分别为92 MPa和135 MPa,裂纹沿焊缝中心共晶组织扩展延伸,断口形貌显示的小平面解理特征是(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)化合物断口的典型形貌。

瞬间液相焊非晶铜基钎料的制备及其性能研究

利用液态单辊急冷法制备用于铜及铜合金瞬间液相焊非晶铜基钎料——Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3。制得的非晶铜磷钎料薄带具有良好的韧性,可以冲压成各种形状,钎焊工艺性能优良。将该钎料在4种钎焊温度(660℃、670℃、680℃、690℃)和3种保温时间(5 min、10 min、15 min)下与紫铜进行真空钎焊。结果表明,用非晶Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3钎料焊接的接头有较高的强度。

焊接温度对铝锂合金瞬间液相扩散焊(TLP)连接接头性能的影响

采用纯Cu箔作中间层,利用瞬间液相扩散焊(TLP)技术对2195铝锂合金进行连接,研究了焊接温度对铝锂合金TLP连接接头的显微组织形貌、元素扩散以及力学性能的影响。结果表明,随焊接温度升高,扩散更均匀,接头结合处组织更均匀,但焊缝区域会出现晶粒越粗大的现象,焊接温度对焊接接头区域的物相种类影响不大;显微硬度随焊接温度增加而下降,剪切强度随焊接温度增加先上升后下降,焊接温度为570℃时,剪切强度最大为108.6 MPa。

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;

TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺研究

采用AgCu中间过渡层,研究了连接温度、保温时间和连接压力对TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊接头剪切强度的影响规律。本实验条件下连接温度为860℃,保温时间为60min,连接压力为0.05MPa时接头剪切强度最大为239.4MPa。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了最佳工艺参数下接头的元素分布和相组成,结果表明:接头生成了TiNi2,TiFe和Ti3Ni4等金属间化合物,从而影响接头性能。

非晶态金属箔带作中间层的瞬间液相扩散焊焊管技术

介绍了近年来日本在采用瞬间液相扩散焊焊管方面的一些进展，并综合分析了其原因。

钼与石墨的瞬间液相扩散焊

借助瞬间液相扩散焊接技术,分别以铬-镍粉、铬-镍-铜压制薄片、锆-镍-钛粉作中间层,于1 650℃下真空保温1 h对钼和石墨进行焊接,对焊接接头进行了剪切试验和微观形貌观察、成分分析。结果表明:钼和石墨在添加以上三种中间层后均可实现焊合,接头有一定强度;其中以锆-镍-钛粉作中间层时所得接头的抗剪强度最大,超过了石墨的抗剪强度;三种焊接接头界面都有脆性组织出现,其分布受中间层的成分和形成的固溶体影响,而且脆性组织中存在大量微裂纹,是影响接头抗剪强度的因素之一。

瞬间液相扩散焊过程中的接触熔化与等温凝固模型

接触熔化与等温凝固是瞬间液相扩散焊过程中两个非常重要的阶段,是获得优质连接接头的关键,一直以来也是学术界研究的热点。综述了接触熔化与等温凝固过程的动力学模型,包括接触熔化与等温凝固时间的解析解,接触熔化过程中反应层厚度与连接时间符合扩散控制的抛物线规则,以及等温凝固过程中液/固界面迁移的速度方程。并对现有模型进行了分析和讨论。

16Mn钢的瞬间液相扩散焊接头微观组织

采用Si_(6.8)B_5Ni的非晶箔带对16Mn低合金钢进行了瞬间液相扩散焊焊接,观察了接头的组织形貌,定性分析了焊缝区域各元素的分布特征。结果表明:采用Si_(6.8)B_5Ni非晶箔带对16Mn低合金钢进行瞬间液相扩散焊时,中间层润湿性和铺展性良好;经试验,最终确定了合理的工艺参数:升温速度为50℃/s,焊接温度为1 150℃,保温时间为3 min,焊接压力为12.7 MPa。

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散焊的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相(TLP)扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系,人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p/6061Al的TLP扩散焊(用Cu箔作中间层)焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象,在Matlab语言环境下,以正交实验数据作为训练和预测样本,用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明:正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的,切实可行的。

日本液相扩散焊(TLP)钢管对焊技术研究近况

液相扩散焊 ( TLP)焊管方法以其特有的高自动化程度、高生产率、高性能、低变形、无焊接烟尘与飞溅等优点已引起了日本学术界与产业界的极大研发兴趣。重点介绍了日本新日铁公司的研究人员采用 α中子射线照射法对碳素钢液相扩散焊中降熔元素 B的扩散行为及存在形态的研究成果。研究结果指出 ,中间层内的降熔元素 B扩散入碳钢母材后 ,在冷却过程中 B在晶界聚集 ,以 Fe2 3( C,B) 6 化合物方式析出 ;在晶界周边则形成贫 B层 ,其结果是晶界近旁的淬硬性大幅度降低 ;接合部组织由晶界铁素体及晶内上贝氏体组成。在保温 60 0 s时 ,扩散距离达 2 mm,并求得 B在 1 4 73 K温度下的扩散系数为 1 .1× 1 0 - 9m2

瞬间液相扩散连接镁/镍/钛接头微观组织及力学性能研究

以Ni箔为中间层,对镁合金AZ31B和钛合金Ti6Al4V进行瞬间液相扩散焊。结合能谱分析、X射线衍射谱、显微硬度测试和力学性能试验,研究了焊接过程中不同焊接温度（505-535℃）对镁/钛接头微观组织及力学性能的影响。结果表明当焊接温度为525℃、保温时间为20 min、焊接压力为0.2 MPa时,镁/钛接头达到最大剪切强度57MPa。此时,镁/钛接头界面形成Mg2Ni、Mg3Al Ni2等金属间化合物。在拉伸试验中,接头断裂发生在金属间化合物层。

以Ti-Zr-Cu-Ni-Fe合金为中间层的Ti_3Al/TiAl瞬间液相扩散连接

采用瞬间液相扩散焊方法，以自主设计的Ti-Zr—Cu-Ni-Fe系新型合金作为中间层，实现了Ti3Al基合金与TiAl异种材料之间的连接．利用扫描电镜、电子探针以及X射线衍射分析等方法对接头界面微观组织和物相进行了分析．结果表明，Ti3Al／TiAl接头主要由富Ti相、Ti2Al反应层、α2-Ti3Al相以及溶入了Al元素的残余中间层组成；随着焊接温度的升高，中间层与母材的溶解与扩散变得更加强烈，使得Ti2Al反应层厚度增加，残余中间层的数量减少．抗剪测试结果显示，焊接接温度在880～1010℃范围内时，提高焊接温度有利于接头强度的提高；接头在室温下的最大抗剪强度达到502MPa，在500℃下为196MPa．

过渡液相扩散焊连接工艺参数对DD407母材液化的影响

为了将瞬间液相扩散焊的液相形成过程与固相扩散焊复合,充分利用TLP及固相扩散焊的优点,需要研究接头界面处母材液化规律。选用DD407镍基单晶高温合金作为试验材料,中间层合金采用含B为3.5%的BNi9进行TLP连接,观察母材液化宽度和接头宽度在不同工艺参数下的变化。通过分析得到:母材液化区宽度随着加热温度升高及保温时间增长而增加,在焊接温度为1100℃,保温时间为5min,中间层厚度为150μm的情况下,母材液化的宽度达到65.8μm;中间层厚度对母材液化的影响程度相对较大,主要降熔元素B的总量增加;TLP连接过程中,母材液化的过程为降熔元素B不断向母材中扩散,导致母材液化宽度增加,但随着扩散的进行,B元素的含量逐渐降低引起等温凝固,从而在一定程度上影响了表面清理的效果。

超声辅助瞬间液相扩散连接异种金属AZ31/LY12成形规律及组织性能研究

研究了采用超声辅助瞬间液相扩散焊(U-TLP)连接镁铝异种材料的成形规律、接头显微组织和力学性能,着重分析了不同施加超声时间对金属间化合物形成规律、显微组织形态及力学性能的影响。结果表明:在460℃下施加超声5 s即可有效破除镁铝表面的氧化膜,实现镁铝在大气环境下的有效连接。超声可以促使反应层发生挤出效应,使焊缝宽度变小,可以破碎枝状晶,提高形核率,细化晶粒。焊缝的主要成分是Al3Mg2、Al12Mg17、Al Mg和α-Mg。镁铝接头的剪切强度大小与焊缝厚度成反比,当超声时间为5 s时剪切强度达到最大值,为28.36 MPa,断裂方式为解理断裂,断裂位置是Al3Mg2和Al母材之间。

Ag-Cu中间层声致瞬间液相连接镁合金界面行为及性能研究

为了进一步扩展镁合金在工业上的应用.在大气环境下,Ag-28Cu箔作为中间层用声致瞬间液相连接方法对MB8镁合金进行焊接,采用不同的工艺条件(超声时间、焊接温度)下,得到无焊接缺陷的焊接接头,通过光学显微镜观察和分析了其焊接件横截面微观组织结构.焊缝中组织进行等温凝固,产生固溶强化,对接头的力学性能产生了积极的影响,接头的最高强度达到96 MPa,断裂大部分发生在焊缝,少部分发生在母材.

非连续增强铝基复合材料固相焊接研究现状

阐述与评价了国内外非连续增强铝基复合材料固相焊接研究现状及发展趋势,分别讨论了摩擦焊、扩散焊、瞬间液相焊在焊接非连续增强铝基复合材料时存在的主要问题、解决措施,特别对瞬间液相焊作了详细的综述.

DD3合金TLP扩散焊等温凝固过程研究

采用一种含B中间层合金在不同温度下保温不同时间TLP连接DD3高温合金。观察不同连接规范下的焊缝组织并测定了焊缝中央共晶区域的宽度。研究发现,焊缝中央共晶宽度与保温时间的1/2次方成反比。由此推算出1150℃,1200℃和1250℃连接温度下等温凝固完成所需时间分别不超过3h,2h和1h。通过建立扩散模型并利用菲克第二定律的误差函数解,分别根据Ni-B和DD3-B模拟相图,计算了不同连接温度下焊缝完成等温凝固所需要的时间。计算结果表明对于给定的连接系统,存在一个连接温度的最佳值,在该温度下,焊缝等温凝固完成所需的时间最短。结果表明,对于DD3合金的TLP扩散焊,采用1250℃的连接温度比较合适。

AZ31镁合金/AgCu合金/5083铝合金TLP扩散焊研究

采用瞬间液相扩散焊,以非晶态AgCu合金做中间层,实现了AZ31镁合金与5083铝合金的有效连接。利用扫描电镜、能谱分析仪和万能拉伸试验机对接头的组织和力学性能进行了分析。研究结果表明:施加5 MPa的轴向压力,在500℃保温5 min的情况下,接头的最高强度达到89 MPa;断口表面形貌具有混合断裂特性。

连接温度对Ti中间层钼/铜异种金属扩散焊接接头组织性能的影响

以Ti箔作为中间层,采用瞬间液相扩散焊接的方式焊接Mo和Cu,研究了连接温度对焊接接头显微组织及剪切强度的影响。结果表明,连接温度较低时,扩散连接接头的的界面呈分层结构,随着连接温度的升高,Ti、Cu及Ti、Mo相互扩散反应,获得了良好的焊接接头。接头的剪切强度随连接温度升高逐渐增大。1030℃时,接头的剪切强度达到180.3 MPa,断裂发生在Mo母材。