铝合金板翅式散热器钎焊结构疲劳失效分析及改进

通过对铝合金板翅式散热器封条钎焊缝疲劳失效位置的分析以及采用仿真模拟对钎焊缝结构强度进行分析,找出了散热器钎焊结构疲劳失效的原因,通过改进真空钎焊工艺参数以及优化散热器封条钎焊缝结构,进行产品验证,最后得到合适的真空钎焊工艺参数和理想的封条钎焊结构.从而提高和改善了铝合金板翅式散热器钎焊结构的疲劳强度,满足了客户的使用要求.     

板翅式铝合金散热器真空钎焊技术的发展

综述了板翅式铝合金散热器真空钎焊的原理、预处理工艺、装配状况、真空钎焊工艺等。结合生产实际和试验情况,着重探讨了目前板翅式铝合金散热器真空钎焊成功率低的原因及解决方法。     

LF6铝合金散热器振动钎焊润湿界面微观组织特征

研究了LF6铝合金散热器模拟件非真空条件下的振动钎焊,重点考查了振动作用对钎料润湿性的影响和钎缝结合界面的微观组织特征。结果表明,采用2s的超声波振动可有效去除钎料/母材界面的氧化膜,实现二者良好的润湿结合。盖板涂覆钎料时钎料中残留的缩孔、氧化膜夹杂是引起钎缝缺陷的主要原因。振动钎焊可成功实现翅片与盖板的组合焊接,钎缝成形良好,为铝合金板式散热器的焊接提供了一条新途径。     

保温时间对钛合金板翅式换热器真空钎焊过程温度场及残余应力的影响

钛合金板翅式换热器成品率较低、残余应力较大,该文针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展热-固耦合建模与仿真研究,阐述了钎焊过程温度均匀性及残余应力分布特征,探明保温时间对钛合金板翅式换热器真空钎焊过程温度场及残余应力的影响机理.结果表明,板翅结构两侧温度较高,中部温度较低,延长保温时间可有效改善板翅结构的温度均匀性.残余应力均主要集中于翅片上表面与隔板背侧中部,在钎缝及夹持点处存在明显的应力集中现象,保温时间越长翅片钎缝的残余应力越小.模拟得到钛合金板翅式换热器真空钎焊中残余应力与试验结果相吻合,相对误差为5.3%,验证了该模型的准确性.     

BNi6+9％ Cu复合钎料真空钎焊纯铁的组织分析

采用BNi6+9％Cu复合钎料真空钎焊纯Fe,研究了不同钎焊工艺对焊接接头组织的影响.通过金相试验、扫描电镜及能谱仪等设备观察了接头钎缝形貌,分析了组织成分.结果表明:BNi6+9％Cu钎料真空钎焊纯Fe,当钎焊温度较低时,由于钎料中添加熔点较高的Cu元素及母材Fe的溶解,钎料流动性下降.由于钎料外置,液态钎料填缝过程中与母材的动态冶金作用使不同钎缝处的成分不同,则对接头组织的有较大的影响.钎缝头部反应剧烈,扩散区中柯肯达尔孔洞较多,且在Ni-P金属间化合物中容易形成裂纹;而在钎缝尾部金属间化合物呈岛状,两侧孔洞明显减少,未发现裂纹.综合分析,BNi6+ 9％Cu复合钎料真空钎焊纯铁在钎焊温度950℃、钎焊间隙30μm的钎焊工艺下,能够得到流动性好、柯肯达尔孔洞和裂纹较少的钎焊接头.     

紫铜钎料钎焊08钢工艺参数的选择

目前钢制室内散热器大多采用冷加工变形之后的低碳钢进行焊接连接.由于熔焊温度高,导致低碳钢接头组织和性能变化较大,降低了接头强度和耐蚀性.文中采用钎焊代替熔焊,并用紫铜钎料,实现了08钢炉中钎焊连接.试验结果表明,08钢炉中钎焊最佳工艺参数是:钎焊温度为1100～1150℃;钎焊保温时间为5～8min;钎缝间隙为0.03～0.05 mm.从而为紫铜作钎料进行低碳钢钎焊工艺提供依据.     

YG8硬质合金与0Cr13不锈钢的真空钎焊

采用CuMnCo钎料,对YG8硬质合金和0Cr13不锈钢进行真空钎焊工艺研究.铺展试验表明,CuMnCo钎料对两种母材具有良好的润湿性.通过三点弯曲试验、SEM及EDS观察分析,研究了真空钎焊钎焊温度、钎缝间隙对钎缝组织、元素分布及接头力学性能的影响.结果显示:钎焊温度为1070℃,钎缝间隙为0.20mm时得到了具有抗弯强度约为445MPa的最佳钎焊接头,其钎缝中心区组织为均匀的Cu-Mn基固溶体,并在两个界面反应区产生了适量Fe-Co基同溶体.     

YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊工艺研究

采用自行研制的CuMnNi钎料对YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊工艺进行了研究.通过三点弯曲试验、润湿性试验、扫描电镜及能谱分析等手段探讨了钎焊温度、钎焊问隙大小对钎焊接头组织和性能的影响.结果表明:钎料对两种母材具有良好的润湿性,钎焊温度在950℃、钎缝宽度为O.20mm时,可获得最优钎焊接头,接头抗弯强度达到436 MPa.在钎缝界面区,形成以FeCoNi为基的同溶体.     

6063铝合金／Ag／Ni／1Cr18Ni9Ti共晶反应钎焊研究

研究采用Ni-Ag复合镀层,在特定的工艺参数条件下,对6063铝合金与1Cr18Ni9Ti进行了共晶反应钎焊试验,初步分析探讨了工艺参数对钎缝微观组织结构反形态的影响和Ni层的阻隔作用.对钎缝的界面作扫描电镜和能谱分析发现,镀层与母材等各界面连接紧密,特别是钎缝与母材之间没有生成脆性Al-Fe金属间化合物.结果表明:在钎焊温度580℃,共晶反应钎焊6063铝合金1Cr18Ni9Ti,保温5 min,钎缝成形较好;面心立方结构Ni/Ag电刷镀层能有效地阻挡Al,Fe等原子扩散.     

采用复合钎料的铝合金中温真空钎焊技术

为解决铝合金中温钎焊时难以制备出实用的钎料问题,设计制备了厚度0.1～0.2 mm的Al-Si-Cu复合钎料箔带,钎料呈三明治状叠层结构,具有与普通Al-Si钎料同样的塑性,液相线温度541℃.该复合钎料可方便地用于铝合金实际结构的中温真空钎焊.工艺及性能试验结果表明,钎料具有良好的钎焊工艺性,钎焊2A50接头平均剪切强度172 MPa,并成功用于2A50叶轮结构的真空钎焊.     

6951铝合金在航空板翅式换热器中的应用研究

介绍了适用于航空板翅式换热器真空钎焊的材料,采用6951+4004包覆合金钎料板和6951铝合金箔为翅片的芯体结构进行真空钎焊,通过焊后热处理对换热器芯体进行了强化。结果表明,在钎焊温度598℃~602℃保温时间8 min情况下,可以得到高质量的芯体钎焊缝;经530℃固溶处理和160℃18 h时效强化后,该板翅式芯体的疲劳寿命较以3003为基材的芯体的大幅增加。     

以镍为中间层的铝合金真空接触反应钎焊研究

以镍作媒质对铝合金件进行真空接触反应钎焊不仅可以克服使用钎剂钎焊带来的工艺及腐蚀问题,而且有利于提高钎缝致密性。它为铝钎焊工艺提供了一条新的途径。本文初步探讨了铝、镍接触反应钎焊的接头形成过程及其主要工艺影响因素。     

活性元素镁对铝合金真空钎焊接头性能的影响

采用真空钎焊方法对3A21铝合金进行了试验,针对固态高纯镁在真空下加热挥发的特性,试验研究了炉膛中放置不同质量的活性元素镁对铝合金真空钎焊接头性能的影响.采用材料万能试验机和金相显微镜获得并分析了接头力学性能和显微组织.结果表明,比较炉膛内放置三种不同质量镁的钎缝抗剪强度,当单位体积镁质量达到235 g/m3时其强度最高,达到78 MPa;金相组织显示,真空钎焊接头中主要强化相为Mg2Si,单位体积镁质量达到235 g/m3时钎缝区宽度最小,约0.06 mm;通过获取不同产品在325 ℃以上的停留时间,可定量掌握炉膛预置固态镁质量.     

AZ31镁合金的炉中钎焊试验研究

采用Al-Si-Mg钎料和铜箔对AZ31镁合金进行真空和氩气保护下的炉中钎焊试验.试验结果表明:AZ31镁合金的炉中钎焊可以得到冶金结合的钎缝,但钎缝区外围出现严重的氧化溶蚀沟槽,钎缝内出现不同程度的孔洞缺陷,其中用铜箔作中间层的接触反应钎焊效果好一些.     

不锈钢真空钎焊焊接接头的组织和力学性能

主要对采用BNi-2、BNi-5、BIIP-1、Cu四种不同钎料的1Crl8Ni9Ti不锈钢真空钎焊焊接接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明：钎缝的组织与钎焊温度和钎料的成分等因素有关,在本次试验条件下,使用BNi-2钎料钎焊得到的钎缝组织中出现了大量的化合物相;而采用其余三种钎料,即BNi-5、BIIP-1和Cu钎焊时,其钎缝中只有少量的化合物相,钎缝接头的力学性能与其显微组织有关,使用BNi-2钎料钎焊的焊接接头力学性能较差,而其余三种钎料钎焊的焊接接头力学性能较好。上述试验结果可为研究真空钎焊提供必要的试验数据和理论依据。     

铝与不锈钢钎焊及其钎缝脆相研究

一、引言铝与不锈钢钎焊的困难在于两者物理性能不同,熔点悬殊,不易选用适当的钎焊方法和选取合适的钎料、钎剂。对其形成的钎缝,很容易产生含铁金属间脆相化合物,降低钎缝质量。结合不锈钢锅体、铝合金锅底的钎焊工艺,对铝与不锈钢进行真空钎焊、炉中钎焊和火焰钎焊,分别阐述于后。     

基于CuMnCo钎料的YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究

采用CuMnCo钎料对YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺进行研究。通过三点弯曲试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,钎缝中心区为Cu-Mn基固溶体,两侧界面反应区为Fe-Co基固溶体。真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头的组织和性能有明显影响。高真空条件下钎焊接头的抗弯强度高于中真空条件下钎焊接头抗弯强度。钎焊温度为1095℃时,钎焊接头的抗弯强度最高。钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流失较多,接头强度也较低。在高真空以及钎焊温度1095℃、间隙为0.2 mm时,钎焊接头的抗弯强度最高。间隙过小时,钎缝中夹杂物较多,接头强度较低;间隙过大时,Fe、Co原子难以通过长程扩散越过钎缝,冶金作用较弱,接头强度也较低。     

6A02铝合金接触反应钎焊接头组织及抗剪强度

使用T2铜箔作为中间层,采用真空接触反应钎焊方法进行6A02铝合金的连接试验。采用扫描电镜分析、能谱分析和强度分析等方法,分析了钎焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响。结果表明,采用铜箔真空接触反应钎焊6A02铝合金时,钎焊接头两侧易出现溶蚀缺陷,且连接温度越高、保温时间越长,溶蚀的程度越严重,钎缝中没有发现钎焊时常见的气孔、夹渣等缺陷,采用接触反应钎焊可以得到致密的钎焊接头。当连接温度为560℃时,钎焊接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl₂和Mg₂Si;当连接温度为570℃,580℃时,钎缝中出现短杆状的ω-FeCu₂Al₇组织,接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl₂,Mg₂Si和ω-Fe Cu₂Al₇;当连接温度为570℃、保温时间为30 min时,获得的接头抗剪强度最高为38.5 MPa,且接头断裂位于6A02钎缝中脆性的CuAl₂化合物反应层。     

铝合金-不锈钢螺栓管接头复合火焰钎焊工艺及组织分析

提出了丙烷焰和乙炔焰复合加热的双火焰钎焊工艺,用于铝合金-不锈钢螺栓管接头钎焊.通过金相分析和力学性能试验,分析了钎焊工艺条件对钎料的润湿铺展行为以及接头组织性能的影响.研究表明,钎料在铝合金-不锈钢界面润湿铺展的关键在于控制丙烷焰和乙炔焰加热间隔.合适的间隔时间和接头装配间隙可获得填充致密、结合良好、性能满足使用要求的铝合金-不锈钢螺栓管接头,为铝合金板式散热器的工业生产提供了技术参考.     

6061铝合金与可伐合金钎焊接头残余应力分析

为探究钎焊接头中残余应力分布问题,选用Au80Sn20/Sn63Pb37两种共晶钎料分别钎焊6061铝合金/4J34可伐合金基板,形成钎焊接头进行试验。选取不同的钎焊工艺参数(钎焊温度、钎焊时间等),以研究钎焊工艺对钎缝残余应力分布的影响规律,并进一步对残余应力进行数值模拟和研究。结果表明,残余应力均为拉应力,且靠近可伐合金侧钎缝的残余应力更高,钎焊接头在可伐合金侧钎缝更容易出现断裂;对于Au80Sn20钎料,在相同钎焊温度下,随着钎焊时间的增加,铝合金侧钎缝处的残余应力会略有增大;对于Sn63Pb37钎料,不同的钎焊温度和钎焊时间对数值结果影响不大。X射线残余应力实测结果与计算值的一致性良好,证明了模拟计算结果的正确性,为研究电子产品中轻质合金钎焊接头的可靠性提供了一种有效方法。