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.     

铜/镀镍钢薄片微电阻点焊接头组织性能研究

采用微电阻点焊实现了0.2 mm厚的铜薄片和0.3 mm厚的镀镍钢片的连接,使用光学显微镜、SEM、EDS等方法对接头组织性能进行了研究。结果表明,焊接电流为2.3 k A时,接头处无法形成一个整体熔核,在镀镍钢和铜薄片界面出现少量"月牙"型组织;焊接电流增大到2.9 k A时,在镀镍钢熔核区的两端出现"漩涡"状组织,在焊核中心镀镍钢与铜交界处出现"钳子"结构,"钳子"结构外层存在镀层镍;焊接电流为3.5 k A时,形成了倒三角形的熔核,熔核中心可见明显的"漩涡"状组织。接头抗拉剪力随焊接电流增加而增加,焊接电流为3.5 k A时接头抗拉剪力最大。熔核处显微硬度最大,镀镍钢片热影响区的显微硬度约250 HV左右,而形成熔核时由于析出热量过大导致铜侧热影响区晶粒粗大,硬度降低,硬度仅在75 HV左右。     

中间层对DT4C/BZn15-20异种金属电阻点焊接头显微组织和力学性能的影响

对有无镀层的DT4C纯铁和BZn15-20锌白铜异种金属进行了电阻点焊,使用光学显微镜和X射线衍射仪对焊接接头进行微观组织观察和分析,并进行力学性能测试,研究了不同镀层中间层对焊接接头质量的影响。研究结果表明,无镀层中间层的DT4C纯铁与BZn15-20锌白铜电阻点焊时生成了大量的脆性的FeCu_3、FeZn_7、Fe_4Zn_9、FeZn_4相,产生裂纹。采用铜镀层和镍镀层中间层的接头母材未发生熔化以形成椭圆状熔核,中间层阻隔了锌白铜母材和DT4C纯铁的直接接触,减少了脆性金属间化合物相的数量,提高了接头的力学性能,镍中间层的效果优于铜中间层。     

铝合金与钢的点连接技术

介绍了铝合金与钢的点连接技术的研究现状,主要分析了工艺垫片法电阻点焊、搅拌摩擦点焊和超声波点焊技术等点连接工艺方法,其中工艺垫片法电阻点焊能在相对低的焊接电流务件下获得具有高强度的点焊接头;搅拌摩擦点焊和超声波点焊属于固相连接,在异种金属焊接领域优势明显.可根据技术条件和具体要求选择点连接方法.     

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。     

工业纯钛TA2/紫铜T2异种金属CMT焊接接头的微观组织和腐蚀性能

采用冷金属过渡技术(CMT)对工业纯钛TA2和紫铜T2异种金属薄板进行对接焊.焊接过程中,使焊丝偏向铜的一侧,铜母材和焊丝熔化形成熔焊接头,熔化的填充材料润湿钛母材,形成钎焊界面,实现钛和铜的熔钎焊连接.使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和力学试验研究焊接接头的组织以及连接机理.在室温下10%HCl溶液中,研究钛/铜异种金属CMT焊接接头的腐蚀行为.结果表明,钎焊界面由TiCu,Ti₂Cu,AlCu₂Ti等多种金属间化合物组成;焊缝区由铜基固溶体和Ti-Cu-Al-Ni-Fe五元素析出相组成;接头的抗拉强度达到205 MPa;焊接接头在室温10%HCl溶液中腐蚀7天后,钎焊界面出现腐蚀沟槽,14天后自行断裂.     

镀银编织铜丝与铜层微电阻点焊接头组织与性能研究

研究了0. 1 mm镀银编织铜丝与0. 07 mm厚度超薄纯铜层微电阻点焊接头的微观组织和力学性能,分析了不同参数对接头力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对典型接头的微观组织结构特征进行了分析。结果表明,当焊接热量足够时,焊点接头主要为钎焊-熔焊混合连接机制,其形成过程中经历银元素润湿铺展、银元素扩散、铜元素熔化和金属凝固四个过程;焊点连接面处组织致密,存在铜银两相与单富铜相构成连接界面形态,后者焊点微观组织结构含有熔焊的特征;试验所用参数范围内,焊点的最大抗剪力可达45 N,焊接时间与焊接电流均在一定的范围内对焊点性能影响较大,当电阻产热达到饱和区间,焊点抗剪切性能变化不大。     

铝/镀镍钢焊接头的组织形貌及力学性能分析

采用超声焊接对0.1 mm铝/镀镍钢片进行焊接研究,调整焊接工艺并获得不同的焊接接头。利用力学性能测试、硬度测试和接头焊缝组织试验,观察分析接头强度和硬度的变化,总结了接头形成的机理。结果表明:焊接时间与焊接振幅相对于焊接压强对接头强度的影响较大;焊接振幅对接头硬度的影响程度大于焊接时间,说明焊接振幅可提高金属晶粒的细化程度;超声焊接可破碎金属表面氧化膜,且焊接结合区未发现严重的熔化现象,而结合面的金属键合作用和物理冶金反应对接头的形成过程起了关键作用,是实现固相连接的基础。     

镀层厚度对镀金镍片微电阻点焊接头性能的影响

本文采用微电阻点焊对厚度0.1mm的纯镍及镀层厚度为1μm、3μm、5μm的镀金镍片进行了连接,利用电子万能材料试验机、光学显微镜等设备进行性能检测和组织分析,研究了镀层厚度对接头强度的影响,并详细分析了不同镀层厚度条件下的焊核特征。研究结果表明：镀层可提高接头强度;在相同的焊接工艺条件下,随着镀层厚度的增加,接头强度增加;镀层材料使得接头区的组织特征发生变化。镀金镍片的熔化区内,晶粒为方向性强的粗大柱状晶,结合面上存在明显的分界线,而无镀层镍片的焊核区内,晶粒无明显方向性,结合面上不存在分界线。     

燃料电池用镀镍钢片微电阻点焊接头组织性能研究

采用微电阻点焊对0.3 mm厚的燃料电池用镀镍钢片进行焊接,通过单脉冲和双脉冲对比的方法,研究了点焊接头的组织性能。结果表明:点焊接头的抗拉值随焊接电流的增大呈现出先增大后减小的规律。单脉冲接头的抗拉值优于双脉冲,硬度值也高于双脉冲。焊核中心分布着尺寸、形状不一的块状铁素体;双脉冲接头中镍元素的分布较为均匀,但不利于接头性能的提高,组织为贝氏体和粗大的柱状晶。焊核中心由富镍环组成,其成分为α-Fe和(α-Fe,FeNi3)的混合物。     

Laser brazing of a dissimilar joint of austenitic stainless steel and pure copper

In many industries, there are applications that require the joining of stainless steel and copper components; therefore, the welding of dissimilar stainless steel/copper joints is a common process. For this investigation, the optimal brazing conditions and suitable filler metals for laser brazing of stainless steel/copper lap joints were studied. Tensile shear force increases with increases in the laser spot diameter or in the laser irradiation angle, which is associated with increased bonding width; however, as bonding width approaches 2 mm, tensile shear force reaches a saturated value due to fracturing at the HAZ of the Cu base plate. In order to obtain joints with high tensile shear strength, laser brazing was optimized by using Cu–Si-based filler metal under the following conditions: laser power, 4 kW; spot diameter, 3 mm; laser irradiation angle, 80°; irradiation position shift, 0.6 mm; brazing speed, 0.30 m/min; and filler metal feed speed, 0.30 min. Concerning filler metals, it was found that the Ni–Cu type showed relatively large tensile shear force even at high welding speeds in comparison with those of the Cu–Si, Cu, Cu–Ni, Ni–Cu and Ni types, respectively.     

Diffusion bonding of copper alloy to stainless steel with Ni and Cu interlayer

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｕＡｌＢｅａｌｌｏｙｉｓａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙｆｏｒｕｓｅｉｎｍａｎｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｏｒｅｄｕｃｅｓｈｏｃｋａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ｄａｍｐｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙａｓｗｅｌｌａｓｇｏｏｄｓｈｏｃｋａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉ ｎｏｉｓｅｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ[1～ 3].Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｉｎｏｒｄｅ…     

Ni在钢/铝电阻点焊中的作用

以DC01钢板与5082铝合金板为基材,在电极压力3 kN、焊接时间300 ms、保持时间100 ms条件下,研究了电阻点焊中焊接电流(9~12 kA)及Ni镀层对接头剪切力、正拉力、界面相组成的影响。结果表明,随焊接电流的提高,熔核尺寸增大,接头力学性能提高。剪切力比正拉力高一个数量级。在10 kA焊接电流下,镀Ni钢/铝接头的剪切力和正拉力均比钢/铝直接焊接时强度明显提高,这与钢/铝界面形成了Al 3Ni合金相,抑制了脆性Fe 2Al 5金属间化合物的生成有关。     

Influence of diffusion bonding conditions on bonding strength of damping copper alloy to stainless steel

The experimental investigation of different tran sition metals was carried out in the diffusion bonding joints of Cu alloys (CuAlBe) to stainless stee l (1Cr18Ni9Ti). The microstructure of the joint was analyzed with microscopic examination, SEM, EPMA and X-ray diffraction. Following conclusions have been draw n: (1) The joint strength with the Ni interlayer was higher than that with Cu in terlayer when the welding parameters were same;(2)When Ni interlayer was thinner ,Al could interact with Ni and Fe,and the intermetallic compounds,such as Fe3A letc,were formed in the interface,which decreased the strength of the joints;(3 ) When the bonding temperature was higher,because of the diffusion of Cu in Ni being faster than Ni in Cu,a Kirkendall effect was produced,which also decreased the strength of the joints.     

填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响(英文)

采用Ni、V、Cu等填充材料进行钛合金与不锈钢的电子束焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射对接头的微观组织进行分析。通过抗拉强度和显微硬度评价接头的力学性能,分析讨论填充材料对钛/钢电子束焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:填充材料有助于抑制Ti-Fe金属间化合物的产生。所有接头均由固溶体和界面化合物组成。对于不同的填充材料,固溶体和界面化合物种类取决于填充材料与母材之间的冶金反应。对于Ni、V及Cu填充材料,界面化合物分别为Fe2Ti+Ni3Ti+NiTi2,TiFe和Cu2Ti+CuTi+CuTi2。接头抗拉强度主要取决于金属间化合物的脆性。采用Cu填充金属的接头抗拉强度最高,约为234 MPa。     

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Fe;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。     

Cu/W-Ni/Ni多中间层的钨/钢扩散连接(英文)

采用铜箔/90W-10Ni(质量分数)混合粉末/镍箔多中间层,在加压5 MPa、连接温度1150°C、保温60 min的工艺条件下,对纯钨(W)和0Cr13Al铁素体不锈钢进行真空扩散连接。利用SEM、EDS、电子万能试验机及水淬热震实验等手段研究接头的微观组织、成分分布、断口特征、力学性能及抗热震性能。结果表明,连接接头由钨母材/Cu-Ni合金层/W-Ni复合材料层/镍层/钢母材五部分组成。接头中的W-Ni复合材料层由90W-10Ni混合粉末固相烧结而生成,其组织均匀、致密。W-Ni复合材料层与钨母材以瞬间液相扩散连接机制来实现良好结合。接头剪切强度达到256 MPa,断裂均发生在W-Ni复合材料层与镍层的结合区域,断口形貌呈现为韧性断裂。经过60次700°C至室温的水淬热震测试,接头无裂纹出现。     

The study on interfacial bonding strength of Ag-Ni, Ag-Cu in cold pressure welding

The area of combination actually is a kind of interfacial phenomena that exist on the surface or thin film. The properties of interface have important effect on the whole welded joint, even decide directly the interfacial bonding strength.The bonding strength of metals in cold pressure welding such as Ag-Ni (they are hardly mutual soluble ) and Ag-Cu( they are limited soluble ) are discussed in this paper. The results of the tensile test suggest that two kinds of welded joints have enough strength to satisfy with the demand for being used. Moreover, thermodynamics, crystal logy, physics and metal electronic microscopic analysis etc are adopted to further calculate the bonding strength. The results of test and theoretical analyses prove that Ag-Ni, Ag-Cu, especially, for Ag-Ni can .form strong welded joint which is higher than that of the relative soft base metals in cold pressure welding.