Ni-Cr钎料钎焊镀钛CBN界面微观结构分析

采用Ni-Cr钎料真空钎焊镀钛CBN磨粒和45号钢。用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪综合分析镀钛CBN磨粒的焊后形貌,磨粒与Ni-Cr钎料连接界面的微观结构和钎焊后磨粒表面的生成物。发现:钎焊过程中Ni-Cr钎料沿钛镀层爬升,对磨粒浸润性良好。焊后CBN磨粒出露部分的钛镀层在Ni原子的扩散下转变为Ni-Ti金属层。而在钎料包埋处,磨粒的钛镀层在钎焊过程中与CBN、Ni-Cr钎料相互扩散反应,生成了一层以NiTi和Ni_0.3Ti_0.7N为主的中间层,实现镀钛CBN磨粒和Ni-Cr钎料的冶金结合。      

钛/钢异种金属焊接的研究现状

实现钛与钢异种金属间的有效连接比较困难。为了探寻钛/钢的有效连接方法,在分析钛/钢异种材料的焊接性基础上,对钛/钢异种金属间的激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊等研究现状进行探讨。生成于接合界面的脆性金属间化合物是严重限制钛/钢异种金属接头性能的主要因素;选用合理的焊接工艺和添加适宜的中间层是实现钛/钢有效连接的重要途径。提出采用双层或多层金属的中间层来抑制界面金属间化合物生成是今后的研究方向。     

碳纳米管增强TiNi复合钎料的制备与表征

针对CNTs增强TiNi复合钎料制备中存在CNTs的均匀分散性差、结构完整性差、碳基团与基体易反应而导致基体材料污染等问题,采用PECVD方法低温原位在Ni-TiH₂基体上制备CNTs/TiNi复合钎料,采用XRD,SEM,Raman,TEM等对制备的复合钎料进行表征与分析.结果表明,该方法不仅保证了复合钎料中CNTs的结构完美和均匀分散性,而且保证了TiH₂不会因温度过高分解,避免了复合钎料体系中钛与碳之间反应,真正意义上实现了CNTs对TiNi复合钎料的强化.通过复合钎料中CNTs的增强效果,缓解钎焊接头的残余应力,提高钎焊接头的力学、热学及高温性能,可实现陶瓷、复合材料与金属复合构件的可靠连接及高温使用.     

钛/钢异种金属焊接存在问题及研究现状

钛与钢由于物理-化学性能的差异较大,熔化焊时接头容易产生金属间化合物而使接头性能下降.分析了钛/钢异种金属焊接存在的问题,并总结了钛/钢异种金属采用熔化焊、固相焊以及钎焊连接的研究现状.采用固相焊和钎焊能够避免熔化焊时带来的问题,从而获得强度较高的接头,但熔化焊方法,特别是高能束焊接方法仍然是实现钛/钢异种接头可靠连接并满足实际生产需要的最有前景的连接方法.     

高温钎料焊膏研究进展

针对高温钎料使用便利性的需求,综述了高温钎料焊膏的相关研究现状。介绍了焊膏各组分在焊膏制备和钎焊中的作用,阐述了镍基、铜基、银基、钛基和金基五种常用高温钎料及其焊膏的应用与发展趋势,为高性能高温钎料焊膏的开发提供了参考。     

钛/钢复合板焊接技术研究现状及发展趋势

综合分析了已有钛/钢复合板焊接的研究成果,基于钛与钢焊接与连接的冶金特性,归纳总结并剖析了钛板搭接焊和对接焊、复合板过渡焊接工艺过程和焊缝金属冶金特点及相关力学性能,提出了未来钛/钢复合板焊接研究的重点发展方向及相关科学问题,希望对该领域的基础研究及工程应用提供有价值的参考.     

铝/钢异种金属焊接技术的研究现状

工程装备轻量化及对工程结构安全性的需求,使得铝/钢异种金属的连接构件在工程装备制造领域具有广阔的应用前景,然而铝/钢物理冶金及化学性能的巨大差异使其连接的可靠性成为影响构件安全运行的关键。文中综述了铝/钢异种金属焊接技术的研究进展,主要介绍了铝/钢熔焊、钎焊和压焊、复合焊的研究现状。针对目前各种焊接技术急需解决的问题以及铝/钢合金焊接的发展方向,总结出了今后铝/钢合金焊接研究的重点内容,并对铝/钢合金焊接前景进行了分析与展望。     

一种钛/钢电阻钎焊接头专用复合过渡金属片

针对钛合金与不锈钢连接存在的困难,提出了一种以复合过渡金属片为过渡层的钛/钢电阻钎焊工艺方法。首先设计了复合金属片的结构及组分,探索了一种以钎料为基层,V、Cr、Mo金属粉末为吸附层的金属片制备装置及方法。其次,探讨了金属片密度、厚度对接头组织及力学性能的影响。焊接结果表明,相比直接电阻钎焊接头,复合金属片为过渡层的钛/钢电阻钎焊接头抗剪切强度提高了近3倍,达到了237 MPa,采用复合金属片是实现钛/钢连接的一种可行方法。     

含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析

采用Ag-Cu-Ti和Ti-Zr-Ni-Cu钎料分别对金刚石磨料进行钎焊,实现了金刚石与钢基体的牢固连接。采用SEM、EDS等手段对焊后试样进行测试分析,结果表明:Ag-Cu-Ti焊后金刚石表面生成少量不连续块状TiC;Ti-Zr-Ni-Cu钎料焊后生成较多的连续鹅卵石的TiC。     

含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析

采用Ag-Cu-Ti和Ti-Zr-Ni-Cu钎料分别对金刚石磨料进行钎焊，实现了金刚石与钢基体的牢固连接。采用SEM、EDS等手段对焊后试样进行测试分析，结果表明：Ag-Cu-Ti焊后金刚石表面生成少量不连续块状TiC；Ti-Zr-Ni-Cu钎料焊后生成较多的连续鹅卵石的TiC。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

钎焊材料形态演变及其发展趋势

随着制造业高速发展,钎焊技术应用越来越广,并向绿色化、高效化、自动化和高可靠方向发展。钎焊材料形态对钎焊自动化和可靠性起着至关重要的作用。目前有关钎料的研究主要基于成分、性能、工艺性及应用领域等方面。对于钎料形态方面的系统研究还鲜有报道。在钎焊过程中,采用恰当形状的钎料,可以优化工艺和提高钎焊可靠性。本文以钎料几何形态为主线,系统总结了丝状/条状、棒状、粒状、箔带状、粉末状、膏状、药芯型、非晶态及预制成形等钎料的特点、应用范围、主要代表体系、制备方法及发展现状,重点阐述了粉末、药芯型和非晶态等钎料以及常用钎焊方法所适用的钎料形态。研究认为：未来钎焊材料形态发展方向是绿色、高效、低成本并适应新材料、自动化、数字化及智能化需求。     

高品质高可靠性钎料的技术发展及应用

结合国际高品质钎焊材料的研究现状和未来发展方向,总结了新型铝基钎料、银基钎料、铁基钎料及钎焊技术的国内外最新研究进展与应用成果.AlSiCu基低熔点钎料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性能,特别是添加微量稀土元素后能通过变质作用降低表面张力和促进界面元素扩散,适用于高强度铝合金、铝-钢、钛合金的连接.新颖的纳米多层膜低温钎料及涂层制备技术取得一系列新的研究结果,与钎焊技术相结合具有良好的应用前景;特殊的钎焊新技术,如超声波辅助钎焊、等离子-激光复合钎焊为实现无钎剂和非真空环境下材料的液相连接提供了新的解决方案.     

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应。综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借助材料基因组技术开发高活性低排放的低银无镉钎料,持续创新复合钎料加工制备技术如搅拌摩擦加工、电磁致塑技术;加强质量监控、控形提性开发表面质量优良的连续型盘装、桶装药芯复合钎料以替代传统手工条状钎料,加速我国钎焊自动化进程。     

银基钎料真空钎焊钛/钢接头组织与性能研究

采用Ag-28Cu银基钎料对钛/钢进行真空钎焊。研究钛/钢钎焊接头的拉剪强度、界面微观组织演变与断裂行为的特征,确定不同钎焊工艺对接头拉剪强度和成分分布的影响。结果表明,钛/钢结合界面形成不同的金属间化合物,如CuTi、CuTi_2、Cu_4Ti_3、FeTi等,并且接头微观组织对钎焊试样的拉剪强度有显著影响。接头最高拉剪强度可达100 MPa。不同钎焊条件下断口形貌发生变化,但断裂都是发生在钛/银基合金界面上。     

银基钎料真空钎焊钛/钢接头组织与性能研究

采用Ag-28Cu银基钎料对钛/钢进行真空钎焊。研究钛/钢钎焊接头的拉剪强度、界面微观组织演变与断裂行为的特征,确定不同钎焊工艺对接头拉剪强度和成分分布的影响。结果表明,钛/钢结合界面形成不同的金属间化合物,如CuTi、CuTi2、Cu4Ti3、FeTi等,并且接头微观组织对钎焊试样的拉剪强度有显著影响。接头最高拉剪强度可达100 MPa。不同钎焊条件下断口形貌发生变化,但断裂都是发生在钛/银基合金界面上。     

新型环保药皮钎料环的研制及应用

简述了药皮钎料环研制的背景及意义,详细介绍了药皮成分选定原则和药皮制造技术,对比了药皮钎料环和实心钎焊焊条在节约环保、生产自动化等方面的优势,并阐述了其应用领域。研究结果表明:环保型药皮钎料环实现了钎料和钎剂定量、高效的添加,且不含有机粘结剂,有效减少了焊剂的使用量,节约环保;药皮钎料环在提高生产效率、保证产品钎焊质量、减少环境污染等方面发挥重要作用,这使得药皮钎料环有非常广阔的应用前景。     

采用不同结构Cu/V填充层的钛合金/不锈钢电子束焊接试验

对采用不同结构Cu/V填充层的钛合金与不锈钢电子束焊接头横截面形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,采用片层结构的Cu/V填充层进行焊接时,焊缝组织由钒基固溶体、铜基固溶体及铁基固溶体组成,但由于焊缝底部有钢层未熔,形成未熔合缺陷,接头强度为288 MPa.采用楔形结构的Cu/V填充层,在保持接头固溶体过渡组织结构特征的同时,消除了未熔合缺陷,接头抗拉强度达到385 MPa.未熔钒层为接头力学性能薄弱区域,不同结构填充层的焊接接头断裂均发生于未熔钒层处.     

锆元素对Zn-15Al钎料组织和性能的影响

通过扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕等方法研究了微量Zr元素对铝合金/不锈钢异种金属钎焊用Zn-15Al钎料显微组织和性能的影响.结果表明,微量Zr元素的添加对钎料的熔点没有明显影响.Zr元素对Zn-15Al钎料基体中η-Zn相有明显细化作用,当Zr元素的质量分数为0.2%时,细化效果最佳;Zr元素的添加量过多时,钎料中形成块状的Al₂ZnZr化合物.当Zr元素的质量分数为0.2%时,Zn-15Al-0.2Zr钎料在不锈钢和铝合金母材上的铺展面积较Zn-15Al钎料分别提高了15.9%和10.2%,钎焊接头抗剪强度达到最大值143 MPa.Zn-15Al,Zn-15Al-0.2Zr,Zn-15Al-0.3Zr 3种钎料的蠕变应力指数分别为6.64,7.35,8.07.     

Sn改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的微观组织和力学性能

采用自制Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料钎焊TA2钛合金,研究了不同Sn元素含量改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的熔化特性、微观组织及物相、润湿及熔蚀性、接头拉伸强度。研究表明,Sn含量增加,Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料固、液相线温度基本升高,但温度差值基本变窄,可更好地抑制钎焊界面脆性化合物形成。Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料组织由Ti、Zr基体和晶体相构成,Sn倾向与Ti、Zr结合形成Ti₂Sn₃、Ti₆Sn₅、Zr₅Sn₃等低熔点共晶相。Sn≤1.5%时,随Sn含量增加,钎料对TA2钛合金的润湿性逐渐变差;继续增加Sn,钎料润湿性改善,添加5%Sn的钎料对基体润湿最佳。添加5%Sn并降低Cu、Ni总量的改性钎料对TA2钛合金熔蚀减弱。相同钎焊工艺下,添加5%Sn接头的强度和塑性均有提升。钎焊温度升高,Ti-Zr-Cu-Ni钎料产生更多强化物相,致接头强度大幅提升,而Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料产生的含Sn物相强化作用对接头强度提升有限;相...