高效焊管新工艺--金属管液相扩散焊

采用镍基非晶态箔带作中间层，在加压情况下（约几MPa）使之熔化、保温，进行了钢管瞬间液相（TLP）扩散焊试验。结果表明，可以获得无夹杂的致密界面；接头过渡区的最终厚度显著变薄：焊后中间层主组元由焊前的Ni变为Fc；容易获得性能合格接头。值得指出的是，焊接时间约为3min，远低于手弧焊所需时间。     

中间层对GH5188高温合金TLP扩散焊接头的影响

通过自主研发制备了三种不同W含量KCo7、KCo8、KCo9中间层,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对中间层进行表征,并在1180℃保温60 min的条件下进行GH5188高温合金真空瞬间液相扩散焊试验验证;分别研究了中间层厚度以及不同中间层接头显微结构及力学性能的影响。结果表明：当KCo7中间层厚度为20μm时,接头存在大量未焊合缺陷,室温抗拉强度仅有568 MPa;当KCo7中间层厚度增加至40μm时,焊缝填充良好,室温抗拉强度达到941.3 MPa。此外,随着中间层中W含量由0增加至8%(质量分数)时,焊缝中心富W的M₆C析出量明显增加,室温抗拉强度先上升后下降。其中,采用厚度为40μm的KCo8中间层获得的接头具有最高的室温抗拉强度1033 MPa,且断裂发生在母材区。     

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 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

以铜和Cu-Ti作为中间层的TiAl/GH3536扩散焊

采用铜箔和Cu-Ti合金作为中间层进行了TiAl和GH3536的扩散焊试验.以铜箔作为中间层在935℃/10 MPa/1 h参数下获得的焊缝组织以Ti（Cu,Al）2,AlCu2Ti和AlNi2Ti相为主,焊缝中存在裂纹.接头室温平均抗剪强度仅有31 MPa.以Cu-Ti合金作为中间层在935℃下采用三种不同参数进行了TiAl和GH3536的液相扩散焊试验.当加压3 MPa,保温10 min时,扩散焊缝中央还存在着宽度约5μm的残留相.保温时间延长至1 h,焊缝形成了较为均匀的分层组织,获得的接头室温抗剪强度最高,达180 MPa.增大压力至20 MPa,保温2 h获得的接头中出现AlNi2Ti相,接头平均室温抗剪强度下降至90 MPa.     

9Cr1MoNbV钢瞬时液相扩散焊中间层研究

采用氩气保护,在1230～1260℃,3～5MPa下,用不同的合金中间层对9Cr1MoNbV钢管进行了瞬时液相扩散焊(TLP).通过正交试验分析了中间层、加热温度和压力对接头显微组织和力学性能的影响.结果表明:中间层是9Cr1MoNbV钢管TLP的关键;利用以母材为基体加合适降熔元素制备出的中间层,可使接头获得良好的组织和性能.     

DD6单晶TLP焊用中间层合金研究

DD6单晶是制造航天发动机涡轮叶片用新一代高温合金,TLP焊是实现DD6单晶焊接的有效方法。在合理地设计中间层合金化学成分的基础上,采用单辊急冷法制备出厚度40⁶0μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 07060μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 070¹ 074℃范围。在焊接温度T=1 200℃,保温时间t=8 h,焊接压力P=0.3 MPa条件下,获得了与单晶母材结合良好、组织致密的扩散连接接头。接头由焊缝中心区、等温凝固区及扩散区3部分组成。随着中间层中合金元素含量的减小,硼元素扩散能力增强,扩散区硼化物残留量趋于减少。     

镍基单晶高温合金TLP扩散焊影响因素研究进展

对中间层合金、焊接工艺参数和母材晶体取向差对镍基单晶合金TLP扩散焊的影响进行了详细讨论。TLP扩散焊中间层成分设计较为成熟的方式是主要合金元素与母材成分相似，并以B为降熔元素；非晶箔带中间层相对于粉状中间层成分均匀且扩散速率快，有利于提高接头性能，是最适用的中间层形式；焊接温度、保温时间、焊接压力及焊后热处理等工艺参数应根据母材和接头性能要求以及加工工序合理选择；待焊试样晶体取向差应尽量减小或消除，避免接头中杂晶降低接头力学性能。     

铍青铜薄片预置镍中间层的微电阻点焊

为提高铍青铜薄片微电阻点焊的接头性能,采用0.05 mm厚纯镍作为中间层对0.1 mm厚铍青铜进行焊接,对比分析预置镍层与未预置镍层时的点焊接头性能,并综合研究中间层的作用机理。结果表明:铍青铜薄片预置镍中间层后,点焊接头焊核尺寸增大,接头抗拉剪力提高79.2%,断口结合面撕裂区呈韧性断裂特征,接头热影响区组织为细小的胞状晶、焊核中心及底部区域为等轴晶;镍中间层的添加改变接头连接机制,整个接头由熔化焊及钎焊连接组成。另外,通过产热分析发现,预置镍中间层增加镍与铍青铜之间的接触电阻和镍层体电阻,接头总产热电阻增大;镍中间层通过增大焊接热输入以及扩大接头连接区域面积使得接头的质量提高。     

"相变-扩散钎焊(T/DB)"新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点.试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3 min)的对比试验.结果表明相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直.分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献.     

采用Ni基合金为中间层的TC4钛合金扩散焊接工艺

采用Ni基非晶态合金作为中间层对TC4钛合金进行了不同工艺参数的真空搭接扩散焊试验,通过对接头性能测试及对接头微观组织分析,研究了扩散焊工艺参数对接头性能的影响规律.试验结果表明,焊接温度和保温时间对接头质量有很大的影响.在本试验条件下,TG4钛合金添加Ni基合金为中间层扩散焊的最佳焊接工艺为焊接温度1 020℃、焊接...     

含镍中间层铍青铜微电阻点焊接头形成机理

采用微电阻点焊对0.1 mm厚铍青铜薄片加入0.05 mm的镍中间层进行了搭接点焊,通过拉剪试验、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了镍中间层对超薄铍青铜微电阻点焊接头形成过程和接头强度的影响. 结果表明,含镍中间层的超薄铍青铜微电阻点焊接头主要包括钎焊连接和熔化-钎焊混合连接机制. 其形成过程会经历铜合金润湿铺展、元素扩散、镍铜界面反应和金属凝固四个过程. 在这两种接头中,钎焊连接接头断裂方式为沿结合面断裂,熔化-钎焊连接接头断裂方式为纽扣断裂,断口都呈现韧性断裂与脆性断裂混合特征.     

基于Ti中间层的AZ31镁合金/6061铝合金电阻点焊研究

通过添加钛箔中间层,研究了镁/铝合金异种金属电阻搭接接头的微观组织与力学性能。研究结果表明,添加0.2mm厚度钛箔中间层可以大幅提高镁/铝异种金属电阻点焊接头的结合强度,接头的最大拉剪力随焊接电流的增大先增大后减小;当焊接电流为14kA时,最大拉剪力达到最大为2.2kN。铝钛界面处有TiAl₃生成,接头断裂在镁侧热影响区上,经过换算接头的剪切强度能够达到156MPa。通过SEM和EDS分析,添加钛中间层阻断了镁合金和铝合金的相互扩散,钛中间层阻碍了Mg-Al金属间化合物的生成,从而大大提高接头的结合强度。     

T91钢管TLP与TIG+MIG焊接接头组织与性能

分别采用瞬时液相扩散焊(TLP)和TIG+MIG对T91钢管进行焊接,通过对比试验,分析了TLP和TIG+MIG焊接接头在力学性能和显微组织上的差异.结果表明:采用TLP焊接T91钢管时,接头抗拉强度和抗弯强度均强于TIG+MIG焊接;接头组织更加均匀细小,与母材接近.得出更低的焊接温度、更短的高温停留时间、合金元素均匀扩散和等温凝同使得TLP焊接接头性能优于TIG+MIG焊接接头.     

焊接温度对10Cr9Mo1VNb钢TLP接头性能的影响

采用氩气保护,在1230～1260℃、3～5MPa下,用镍基合金作中间层对10Cr9Mo1VNb钢管进行瞬时液相扩散焊,分析了不同焊接温度对其接头力学性能和显微组织的影响.结果表明:在焊接温度为1240℃时,接头的组织与母材最接近,力学性能最好.得出:中间层的扩散速度与焊接温度呈正比,母材的成分对焊接温度选择有重要影响.     

金属基复合材料过渡液相(TLP)扩散焊中间层设计的改进

为防止复合材料过渡液相(TLP)扩散焊焊缝中心区域出现增强相偏聚,归纳总结了5种中间层设计的改进方法:(1)适当减小中间层厚度;(2)采用合金型中间层;(3)加覆(镀)阻挡层;(4)中间层材质的优化;(5)减少液态金属的挤出量。评述了各种方法的优缺点。     

Laser roll welding of dissimilar metal joint of titanium to aluminium alloy

Recently, the demand for dissimilar metal joints of titanium to aluminium alloy has arisen in industry, especially in the transportation vehicle industry. However, it is well known that fusion welding of titanium to aluminium alloy is difficult because of generating the brittle intermetallic compound at the joint interface. Therefore, new welding processes with high reliability and productivity for these dissimilar materials are demanded. In the present work, Laser roll welding of titanium to aluminium alloy using a 2 kW fibre laser was tried to investigate the effects of the process parameters on the formation of the interlayer and the mechanical properties of the joint. As a result, the cross-section of the joint shows partial melting of the aluminium sheet and spreading of molten aluminium alloy on the titanium sheet occurs during the welding thermal cycle. Various types of intermetallic compound were confirmed at the interlayer of the welded joint. The specimen with a bonding width of 2.8 mm failed in the base metal of titanium in the tensile shear test. In Erichsen cupping tests, the Erichsen value was 5.7 mm. This value was 89% of the base metal of aluminium sheet.     

CFRP/金属异种材料激光连接工艺的研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属（铝合金、钛合金、钢等）激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。     

基于非晶态中间层合金的316L不锈钢TLP焊接

研究了瞬时液相扩散焊316L不锈钢用中间层合金的成分和相结构,分析了中间层合金成分及焊接工艺参数对接头组织和性能的影响.结果表明,Ni-Si-B中间层合金具有非晶态结构,在TLP焊接316L不锈钢过程中展现出良好的润湿性和填缝性,接头组织连续性好,基本上无焊接缺陷.焊缝组织为Ni（Fe）固溶体和少量Cr3C2化合物,母...     

Joining of metal bars by a new process of transformation-diffusion brazing

Within the bonded interface of metal bars joint produced by conventional solid state bonding process （ such as flash welding, resistance butt welding, friction welding and so on）, the inclusions are often present, which degrade the ductility of joint. A new process of transformation-diffusion brazing is proposed, in which an amorphous foil containing melting point depressant is preplaced between the interfaces to be joined, and the assembly is repeatedly heated/cooled without holding time at peak temperature. A low carbon steel bars, BNi-2 amorphous foil and resistance butt welding machine were used. The results show that surfuce contamination can be disrupted by the dissolution of base metal into molten interlayer in comparison with conventional process, and the ductility of joint can be improved by increasing the times of temperature cycles on line. In addition, transformation-diffusion brazing can be done with relatively simple and inexpensive system in comparison with transient liquid phase bonding.     

采用非夹层液相扩散焊连接铝基复合材料

采用真空扩散焊焊接铝基复合材料ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ通过系列试验研究了焊接工艺参数对接头强度的影响。结果表明：该材料扩散焊时,焊接温度是影响接头强度的主要工艺参数,当焊接温度介于基体铝合金液－固两相温度区间时,接合面上出现了液态基体金属,可获得较高的接头强度。