Study on vacuum induction brazing of SiCp／LY12 composite using Al-Cu-Si-Mg filler metal

The vacuum induction brazing of SiC paniculate reinforced LY12 alloy matrix composite using Al-28Cu-SSi-2Mg filler metal hus been carried out. The micrograph of the joint integrace was observed by scanning electron microscopy. The joint strength was determined by shear tests. The results show that brazing temperature, holding time, SiC particle volume percentage and post heat treatment influence joint strength. SiC particles happen in the brazing seam and the distribution of SiC particles in the joint is not uniform. Particle-poor zones in the joint exist near the base metal, and particle concentrate zones exist in the center of the brazing seam. In addition, the failure of the composite is predominantly initiated by the rooting of SiC particle in the brazing seam and the micro-crack expanded along the brazing seam with low energy.     

2024铝合金超声辅助钎焊接头的微观组织演变及力学性能

对低温下采用Zn-5Al钎料超声辅助钎焊2024铝合金进行研究。在温度为400℃时,采用功率为200W、振幅为15μm、频率为21kHz的超声对试样实施连接。采用超声波来加速Al从母材到焊缝的溶解,从而改变接头的微观组织。同时,通过增加超声时间来降低接头中共晶组织的含量。当超声振动时间从3s增加到30s时,焊缝中共晶相的含量从12.9%减少到0.9%剪切强度提高了20%,并且,当超声振动时间为30s时,接头的剪切强度达到最大为149-153MPa。为了研究接头力学性能的变化,测试了接头中各相的弹性模量和硬度,同时分析了不同超声振动时间下的接头断口形貌。     

铝基复合材料；真空钎焊；接头强度；断裂分析

采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料，在真空高频感应条件下对SiCp/LY12复合材料进行了钎焊连接。试验结果表明：钎焊温度、保温时间、SiC颗粒的体积分数以及焊后时效处理均会影响SiCp/2024Al复合材料钎焊接头的连接强度：钎缝中有少量SiC颗粒存在，且分布不均匀。在靠近母材处出现贫化区，在钎缝中心两侧有较小的集聚区。SiCp/LY12复合材料钎焊接头的断裂是由于钎缝金属中的SiC颗粒成为裂源，裂纹沿钎缝作低能量撕裂所致。     

SiCp/Al复合材料与Fe36Ni合金超声波钎焊

利用超声波钎焊方法使用ZnAlSi钎料实现了Fe36Ni合金与45%SiC_p/2024Al和55%SiC_p/A356两种复合材料的连接,并得到由SiC颗粒增强的复合焊缝.通过扫描电镜、能谱等方法对焊缝的微观结构以及断口形貌进行了观察,对接头的压剪强度进行了测试,分析了Fe36Ni与两种复合材料钎焊接头微观组织和接头强度的差异.结果表明,在Fe36Ni与两种复合材料的钎缝中,钎料与两侧母材界面均形成良好的冶金结合,SiC颗粒均匀分布于焊缝中.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头抗剪强度为110~145 MPa,Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头抗剪强度为75~85 MPa.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头断裂位置为钎缝中,而Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头断裂位置位于Fe36Ni与钎料的界面上.     

SiC陶瓷与TiAI合金的真空钎焊

采用Ag-Cu-Ti钎料对常压烧结的SiC陶瓷与TiAl金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现SiC与TiAl的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ti-Cu-Si合金层、富Cu相与富Ag相的双相层和Ti-Al-Cu合金层组成;在1173K和10min的钎焊条件下,接头室温剪切强度达到173MPa。     

SiCp/LY12复合材料的真空钎焊

在钎焊温度高于SiCp/LY12复合材料起始熔融温度的条件下,采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料在真空中仍能实现对SiCp/LY12复合材料的钎焊连接.研究结果表明:SiCp/LY12复合材料的熔化特性、快速的钎焊热循环和钎料中含合金元素Mg是实现对SiCp/LY12复合材料的钎焊连接的主要因素.分析了SiCp/LY12复合材料钎焊连接强度的影响因素和界面特征.提高液态钎料对SiC的润湿性、降低连接区的弱连接比例、减少过渡到钎缝中的SiC颗粒,是改善钎焊连接强度的重要途径.     

AgCu+SiC复合钎料中SiC含量对Al2O3/TC4接头组织和性能的影响

采用AgCu+SiC复合钎料钎焊连接了Al₂O₃陶瓷与TC4钛合金,研究了SiC增强相含量与钎焊温度对接头组织与性能的影响,发现接头的典型组织为Al₂O₃陶瓷/Ti₃Cu₃O/Ag基固溶体+Cu基固溶体+TiC+Ti₅Si₃/TiCu₂/TiCu/TC4钛合金. 陶瓷一侧的反应层随着钎焊温度的升高而变厚,随着增强相含量的增加而变薄,当增强相含量较少时,反应产物呈弥散分布,当增强含量较多时,反应产物发生了团聚现象. 钎焊的反应产物随着钎焊温度的升高由团聚分布变为弥散分布. 接头的抗剪强度随着增强相的含量与钎焊温度的升高先增加后降低,当增强相含量为3%（质量分数）,钎焊温度为870℃时达到最大,为98 MPa.     

TiNiB高温钎料钎焊TiAl基合金接头微观组织

采用电弧熔炼TiNiB合金作为高温钎料对TiAl合金进行钎焊,研究了接头界面组织的形成及其随钎焊温度变化的演化过程.电弧熔炼的TiNiB合金钎料主要由Ti-Ni与TiNi3共晶组织及弥散分布的块状TiB2组成,DTA测试曲线表明钎料的熔点为1 120℃.钎焊过程中,TiAl基体向液态钎料中的溶解量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化过程.随着活性元素Ti和Al向液态钎料溶解量的增加,靠近钎缝侧的TiAl基体发生固态相变转化为β层;钎缝组织演化为Ti-Al-Ni三元化合物,并伴有少量的β相;块状的TiB2在过量活性元素Ti存在的情况下逐渐转变为长条状的TiB相.     

铝基复合材料超声波钎焊陶瓷颗粒增强接头强度机理(英文)

对含有55%SiC高体积分数的铝基复合材料以Zn基合金作为钎料层进行超声波辅助钎焊。在420℃和475℃钎焊温度下,形成分别含有7%和35%SiC体积分数的连接接头。两种接头的微观拉伸原位分析结果显示,它们不但具有不同的微观结构,而且具有不同的裂纹生长传播机制,从而具有不同的力学性能。含有35%SiC的接头剪切强度达到244MPa,比含有7%SiC的高出84.7%。其原因是接头中SiC颗粒可以抑制裂纹的产生及传播,Al基固溶体也可抑制裂纹生长。因此,在合适的超声波钎焊温度下,SiC颗粒和Al元素更多地扩散至接头区,使得接头剪切强度增高。     

SiCp/A356复合材料超声波辅助钎焊

利用超声波辅助钎焊的方法实现了Zn-Al合金与体积分数55%SiCp/A356复合材料的连接,并得到了由SiC陶瓷颗粒增强的复合焊缝.通过扫描电镜、能谱等方法对焊缝的微观结构进行了描述,研究了超声波作用时间对焊接接头微观组织结构及连接强度的影响规律,建立了超声波作用下复合焊缝形成过程的物理模型.当焊接温度为475℃,超声波作用时间为20 s时钎焊焊缝的平均抗剪强度值为231 MPa.由SiC陶瓷增强的复合焊缝其室温抗剪强度与无增强相颗粒的纯合金焊缝强度相比提高了50%.结果表明,焊缝中铝含量的增加及陶瓷颗粒的增强作用是导致焊缝强度提高的两个重要因素.     

Brazing of A5056 aluminium alloy with the aid of ultrasonic vibration using Ag filler metal

In order to produce a high strength brazed joint of A5056 aluminium alloy containing magnesium of about 5 mass%, the authors applied a flux-free brazing method with the aid of ultrasonic vibration to the aluminium alloy by selecting pure Ag foil as brazing filler metal and examined the effect of brazing conditions on the joint properties. The main results obtained in this study are as follows.

At a brazing temperature of 570°C, just above the eutectic point of Al–Ag binary system, application of ultrasonic vibration for 4.0 s provided the brazed joint with the maximum tensile strength and the strength decreased with the application time. When the brazing temperature was varied from 550 to 580°C and the application time of ultrasonic vibration was kept constant at 4.0 s, the joint brazed at 560°C attained the maximum tensile strength and fractured in the base metal. It was found that using a pure Ag foil as brazing filler metal successfully brazed A5056 aluminium alloy and the joint strength was equivalent to that of the base metal. Fracture of the joint was prone to occur along the (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase with high hardness formed at the grain boundary of the base metal. The amount of the hard (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase increased with the ultrasonic application time and the brazing temperature. It seemed that the increase of the hard (Al₃Mg₂ + Al solid solution) phase mainly caused the brazed joint strength to decrease.     

Cu-Ag-Si-Ga系低蒸气压钎料合金研究

研究了Cu-Ag-Si-Ga系钎料合金的熔化特性、加工性能和在Cu、Ni和不锈钢母材上的铺展性、钎焊接头强度以及Ga对钎料合金微观组织的影响.推荐一种典型的钎料,其成分为40Ag-2Si-2Ga-余量Cu(质量分数%),熔化温度为786.1～823.0℃,在500℃的条件下的蒸气压低于5.51×10~(-8)Pa,该钎料适合用于850～870℃电真空器件分级钎焊.     

Ag-Cu-Ti合金制备技术及钎焊应用综述

介绍了Ag-Cu-Ti活性钎料的主要制备方法,常用的Ag-Cu-Ti活性钎料及熔化温度,Ag-Cu-Ti钎料钎焊各种陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属,Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊金刚石、石墨、玻璃、立方氮化硼、复合材料的应用研究进展及Ag-Cu-Ti活性钎料的改性研究。     

热扩散对镀锡银钎料界面组织及熔化特性的影响

对带锡镀覆层的银钎料进行热扩散处理,采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究热扩散工艺对其熔化温度和扩散界面组织、物相的影响. 结果表明,在扩散时间一定条件下,随着扩散温度升高,扩散界面层厚度增加;随着扩散温度升高或扩散时间延长,钎料的固、液相线温度均降低,熔化温度区间缩小;扩散界面层物相主要由棒状Ag₃Sn相和块状Cu₃Sn相组成;最佳热扩散工艺为220 ℃,24 h. 经最佳工艺处理后,扩散界面层厚度为9.1 μm,钎料中Sn含量为7.2%,此时钎料熔化温度区间为642.34 ℃~676.37 ℃. 与传统熔炼合金化方法相比,钎料中Sn含量提高近31%.     

超声切割刀具的真空钎焊

介绍了超声切割刀具的真空钎焊技术,主要内容包括钎焊材料、钎焊方法和钎焊工艺。刀具由高速钢刀片和钛合金刀杆组成,所用钎料为Ag-Cu共晶钎料。钎焊工艺参数为：真空度7.5 xPa,钎焊温度830℃,保温时间10 min。     

高强韧CuZnNiMn纽扣钎料钎焊截齿接头组织与性能

针对采煤、掘进机械用截齿,采用短流程方式制备了Cu-Zn-Ni-Mn纽扣型钎料.使用制备的纽扣型钎料,采用高频感应方式完成了实际产品的焊接.焊后分别对焊接接头的宏观形貌、剪切性能、剪切断口形貌、钎焊界面组织及成分进行分析.结果表明,制备的纽扣型钎料能够良好的润湿钢基体和硬质合金,钎焊填缝率达到100%;钎焊接头剪切强度260 MPa以上,剪切形貌为典型的韧窝状韧性断裂.在钢基体-钎料侧,Fe原子与Co原子出现长程扩散,形成Fe基固溶体和Fe-Co-Ni单相固溶体,钎料-硬质合金侧界面的强度依靠钎料向硬质合金内部的扩散与Co元素的固溶获得.     

锌合金火焰钎焊用钎料研究

以4种钎料对ZAT10锌合金进行了火焰钎焊。通过研究4种钎料的熔化温度、浸润性能、钎焊接头力学性能和钎缝气孔率,从中选取综合性能较优的SnZn-1钎料;采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)进一步研究了该钎焊接头的组织和成分。研究结果表明,SnZn-1钎焊接头的抗拉强度高达62 MPa、气孔率约为10%,钎缝界面区组织大部分是均匀的等轴晶组织,且发生了钎料和母材的相互溶解和扩散,从而获得优质的钎焊接头。     

Al-60Si合金低温超声波辅助钎焊接头微观组织与力学性能

采用SnAgCu钎料对Al-60Si合金进行了超声波辅助低温钎焊,发现Ag元素可以与Al元素结合形成一层Ag2Al,促进钎料对母材的润湿和溶解.研究了钎焊温度及超声波作用时间对接头力学性能与微观组织的影响.结果表明,随着钎焊温度的升高,钎缝中的硅颗粒平均质量分数随之增加,由焊接温度240℃时的1.11％提高至钎焊温度3...     

锡镀层对BAg50CuZn钎料性能的影响

以BAg50CuZn钎料为研究对象,在其表面电镀锡,借助扫描电镜(SEM)观察锡镀层的表面形貌,采用差热分析仪(differential scanning calorimetry,DSC)和润湿试验炉分析锡镀层对合金钎料熔化温度和润湿性能的影响,并对镀覆锡后合金钎料的成分进行了讨论.结果表明,随着钎料表面镀覆Sn元素含量增加,合金钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度降低,钎料的润湿铺展性能呈上升趋势.在镀覆Sn元素含量为4.8%(质量分数)时,合金钎料表面锡镀层平整、致密,钎料的铺展面积最大,为236 mm2.镀覆元素Sn后的钎料中,Ag,Cu,Zn元素含量均减少,元素含量降低幅度大小顺序依次为Cu,Ag,Zn.     

铜基钎料焊接金刚石的界面结构与强度

选用Cu-Sn-Ti活性钎料在钢基体上焊接金刚石磨粒,研究钎料合金与金刚石焊接界面的组织形貌与物相组成,分析不同钎焊温度对焊接界面结构及结合强度的影响.结果表明,钎料合金元素与金刚石在钎焊过程中发生化学反应,生成化合物TiC,CuTi和CuSn等,实现了铜基钎料、金刚石颗粒与钢基体之间的化学冶金结合.当钎焊温度为880～930℃时,均可获得连接良好的钎焊接头;钎焊温度900℃时,焊接界面形成的化合物层均匀连续且界面致密,此时在相同磨削条件下,钎焊金刚石试件的磨损失重很小,达到了焊接界面的强力结合.