热场辅助电磁脉冲焊接Al/Cu异种金属接头组织性能研究

采用热场辅助电磁脉冲焊接技术对Al/Cu异种金属进行焊接,对比分析了热场温度分别为室温、100℃和200℃条件下焊接接头的宏观形貌、界面组织及力学性能。结果表明:热场辅助电磁脉冲焊接技术能够实现Al/Cu异种金属的优质焊接;随着热场温度的增加,焊接接头有效结合区的尺寸增大。而波状界面形貌随着热场温度不同呈现不同的形态,室温下界面呈现正弦波和剪切波的混合波形,100℃下呈不规则的嵌入式波形形貌,200℃下的形貌与室温类似,但是界面反应层的厚度最大;三种温度下的界面反应区都检测到了Al-Cu化合物的存在。力学性能测试结果表明,随着热场温度的升高,焊接接头的力学性能逐渐提高。当加热温度为200℃时,焊接接头的抗拉剪力达到了4076 N;所有试样都在界面处发生断裂,断裂区域存在断口形貌呈现“河流状”和韧窝结构混合形式,推断焊接接头的失效模式为韧脆混合断裂。在外场温度作用下,焊接接头的有效结合区增大,界面波形结构发生改变,进而有效地提升了接头的力学性能。

添加SiO_(2)纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊接头组织及性能分析

从工艺方法改进和界面调控方面提出了添加SiO_(2)纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊,实现了成形及力学性能良好的Al/Cu异种金属接头,并对界面处微观组织及接头力学性能进行了对应分析,对其界面形成的内在机理进行相应阐述。结果表明,AC辅助电弧的引入可显著改善Al在Cu母材表面的润湿铺展性能,接头有效连接长度由12.25 mm增加至15.2 mm;接头微观组织分析表明,纳米SiO_(2)吸附于Cu界面及IMC层,起到了扩散阻挡作用,阻碍了Al和Cu原子的反应和相互扩散,减小了焊接过程中界面IMC的厚度,减缓了等温时效过程中IMC的生长。同时,较大的有效连接长度和对IMC层的抑制作用使添加SiO_(2)纳米颗粒AC辅助电流值为45 A的接头断裂承受最大载荷为0.85 kN,断裂位置位于铝侧热影响区,接头力学性能较好。