电子组装用高温无铅钎料的研究进展

分析了国内外电子组装用高温无铅钎料的研究现状。指出目前常用的高温钎料仍然是高Pb焊料或80Au-20Sn钎料,导致焊料含Pb而污染环境,或者含质量分数为80%的Au而使焊料成本奇高。指明了Bi-Ag系钎料具有潜力替代高Pb焊料或80Au-20Sn钎料。未来的研究将在成分设计及可靠性等方面进行探索,以最终找到既经济又可替代传统高铅钎料的高温无铅钎料。     

焊后热处理对100 mm TC4钛合金电子束焊接头残余应力的影响

采用X射线衍射法测量100 mm TC4钛合金电子束焊接头表面残余应力分布,研究焊后热处理对接头残余应力的影响。结果表明:上下表面残余应力峰值均位于热影响区附近;上表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为338 MPa和401 MPa,为母材屈服强度的39%和47%;下表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为323 MPa和372 MPa,约为母材屈服强度的37%和43%;接头经过600℃×2 h焊后热处理,残余应力降低,但在上下表面呈现不同效果,上表面横向和纵向残余应力水平都有一定程度降低,部分位置纵向残余应力由拉应力状态转变为压应力状态,下表面纵向残余应力消除效果明显,部分位置呈现压应力状态,下表面横向残余余力消除效果不明显。     

电子组装用高温无铅钎料的研制

Bi-Ag合金是一种替代高铅钎料的芯片封装无铅焊料。研制了Bi-2.5Ag、Bi-2.5Ag-0.1RE、Bi-5Ag-0.1RE、Bi-7.5Ag-0.1RE、Bi-10Ag、Bi-10Ag-0.1RE钎料。结果表明,该合金系钎料的熔化温度范围随Ag含量的增加而增大,而且其润湿性能良好,润湿角都处于30o～40o。不同Ag含量的Bi-Ag/Cu接头在界面处发生断裂,剪切强度差别不大,都略大于30MPa。Bi-Ag/Cu界面没有金属间化合物形成,结合强度较弱。     

TC4钛合金磁控窄间隙TIG焊试板热处理前后三维应力

针对100 mm和31 mm厚TC4钛合金磁控窄间隙非熔化极惰性气体保护焊(Tungsten inert gas, TIG)试板,采用压痕应变法测量表面残余应力分布,采用全释放应变法测量厚度方向的三维残余应力分布。结果表明,两种厚度试板的焊接残余应力数值有所不同:100 mm厚试板表面纵向和横向残余应力峰值高达600～700 MPa,接近材料屈服强度的70%～80%;31 mm厚试板表面纵向和横向残余应力峰值较低,仅达到材料屈服强度的40%～50%。两种厚度残余应力差异较大的原因主要由较大厚度下横向收缩的累积效应造成。经过650℃的焊后真空热处理,两种厚度的焊接试板纵向和横向应力均显著降低,应力降低幅度最高超过50%,剩余残余应力峰值均不超过200 MPa,焊缝处沿厚度方向分布的各向残余应力均接近零值,表面残余应力出现了重新分布。     

不锈钢共熔池双带极埋弧堆焊工艺及组织研究

针对核电重容重机、石油化工领域对高效堆焊技术的迫切需求,在开发共熔池双带极埋弧堆焊机头的基础上,研究了309不锈钢焊带双带极堆焊工艺及堆积层组织结构。结果表明：送带速度、焊接速度和焊接电压均会影响堆焊层宽度和高度,其中送带速度的增加有利于堆焊宽度和高度的增加;而焊接速度越大则堆焊宽度和高度越小;为了使堆焊过程稳定,焊接电压宜设定为36 V左右;该方法获得的堆焊焊缝的稀释率小于10%,具有焊接效率高、稀释率低的优点;堆焊层与基体熔合状况较好,没有发现微裂纹,显微组织为铁素体和奥氏体。     

双带极埋弧堆焊309LNb不锈钢合金层性能研究

采用双带极埋弧堆焊技术在Q235低碳钢板表面堆焊309LNb不锈钢,对其堆焊层性能进行研究分析。结果表明,采用优化工艺参数可获得单层堆焊厚度达6~8 mm,稀释率约12%;性能测试表明,堆焊熔覆层具有良好强韧性能,堆焊层硬度高于母材;熔覆层成分接近不锈钢焊带成分,没有发生元素大量烧损,具有较好耐腐蚀性能;堆焊层组织为柱状枝晶组织,由γ奥氏体相和残留高温δ铁素体相组成,其中δ铁素体相沿柱状晶方向生长,呈骨架状分布。     

基于BAS算法优化的电弧增材制造焊道尺寸预测

目的 为提高实际应用中电弧增材制造对工艺参数的选取效率及成形形貌的控制效果,建立高效且精准的成形尺寸预测模型,实现对焊道尺寸的合理预测。方法 在单层单道CMT电弧增材制造实验的基础上,建立基于天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)优化BP神经网络的焊道尺寸预测模型,利用BAS算法实现对BP神经网络初始权值和阈值的优化,可以实现预测不同工艺参数(焊接速度、送丝速度、干伸长)下焊道的成形尺寸(熔宽、余高)。利用试验验证BAS-BP预测模型的性能,与现有模型进行对比,结果 结果表明该模型具有较高精度的预测效果,能够有效映射工艺参数与焊道尺寸之间的非线性关系,印证了该模型具有良好的拟合和泛化能力,同时其对焊道熔宽和余高的预测误差分别不超过0.2、0.12 mm,预测平均误差率均不超过6%,相对于其他预测模型表现出较好的准确性和稳定性。结论 BAS-BP神经网络预测模型的输出误差较小,网络训练收敛速度加快,避免了过拟合及欠拟合的风险,有效提高了预测模型的泛化能力和预测精度,可以实现一定工艺参数范围内的焊道尺寸预测,为后续电弧增材的实时预测及控制参数应用提供了技术支持。     

热处理对100mm厚TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响

针对100mm厚TC4钛合金板进行电子束对接,焊后对接头分别进行850℃再结晶退火和920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效热处理,观察接头的微观形貌,测试其硬度和拉伸性能。结果表明,经过再结晶退火后,焊缝中部开始出现β相晶界,热影响区熔合线附近的针状α′相变少,β相等轴晶界开始出现。经过920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效处理后,焊缝中部和底部都出现明显的β相晶界,热影响区熔合线附近的β相等轴晶界明显可见,为细片层β转变组织。力学性能测试表明,经过固溶时效热处理的接头焊缝区、热影响区及母材区的显微硬度明显高于焊态,其接头拉伸强度比焊态提升11.3%,屈服强度比焊态提升17.2%,但接头延伸率比焊态降低近59%。     

低碳经济下的非晶合金发展与应用

非晶合金成分均匀、结构特殊,具有高强度、良好的软磁性和高耐腐蚀性等优点,在低碳经济中得到广泛的开发与应用.文章介绍了非晶合金在低碳经济中的意义,综述了非晶合金的特点及其在钎焊、变压器制造、储氢材料等领域的应用现状.